CN103155734B - 用于预测数据中心瞬态冷却性能的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供了用于评估数据中心的瞬态冷却性能的系统和方法。在一种形式中，该方法包括从存储设备接收输入数据，该输入数据包括数据中心架构信息和操作数据；显示数据中心的模型；使用输入数据，执行用于数据中心的实时瞬态冷却性能计算；以及显示用于实时瞬态冷却性能计算的结果，其中所述结果包括断电以后数据中心的最高预测温度。

Description

用于预测数据中心瞬态冷却性能的系统和方法

技术领域

根据本发明的至少一个实施方案中通常涉及数据中心管理和设计的系统和方法，并且更具体地涉及用于预测数据中心的瞬态冷却性能的系统和方法。

背景技术

响应于基于信息的经济的不断增长的需求，信息技术网络在全球范围内继续扩展。这种增长的一种表现形式是集中式网络数据中心。集中式网络数据中心通常由被配置在提供网络连接、功率和冷却能力的结构中的各种信息技术装置组成。通常，装置被容纳在被称为“机架”的专门的外壳中，其集成了这些连接、功率和冷却元件。在一些数据中心的配置中，这些行被组织成到热和冷通道中，以降低与冷却信息技术装置有关的费用。这些特点使数据中心以具有成本效益的方式来提供多种软件应用所需的计算能力。

各种过程和软件应用，如可WestKingston,RI的美国电力转换公司(APC)获得的中心和运行管理产品，已经被开发来协助数据中心工作人员设计和维护高效和有效的数据配置。这些工具经常通过例如在安装之前设计数据中心结构和定位装置以及在建设和安装完成后重定位装置的活动，来指导数据中心的工作人员。因此，传统的工具集为数据中心的工作人员提供了标准化的和可预测的设计方法。

发明内容

本发明的第一方面是针对一种由计算机实现的方法，用于评估数据中心的瞬态冷却性能。该方法包括从存储设备接收输入数据，该输入数据包括数据中心架构信息和操作数据；显示数据中心的模型；使用输入数据执行用于数据中心的实时瞬态冷却性能计算；并显示实时瞬态冷却性能计算的结果，其中该结果包括数据中心断电之后的数据中心的最高预测温度和/或冷却的运行时间。

在该方法中，该结果可能包括在数据中心断电后的一时间段的数据中心的温度与时间的关系的图形表示。该方法还可包括比较数据中心的最高预测温度与阈值，以得到比较结果，并基于比较结果控制数据中心中的至少一个设备。该方法可还包括比较数据中心的最高预测温度和阈值，以得到比较结果，基于比较结果改变数据中心的设计参数，并使用改变的设计参数执行实时瞬态冷却性能计算的二次迭代。该方法还可以包括，检测数据中心中的至少一个冷却参数的变化，并使用至少一个冷却参数执行实时瞬态冷却性能计算的二次迭代。该方法可以包括比较数据中心的最高预测温度和阈值以获得比较结果，并基于比较结果为操作员提供警告。在该方法中，执行用于数据中心的实时瞬态冷却性能计算可以包括基于输入数据开发用于数据中心的能量平衡和热传导线性方程组，并产生用于能量平衡线性方程组中的多个温度变量中的每一个的符号表达式。该数据中心可以包括至少一个不间断电源，并且该方法还可包括基于比较结果改变冷却装置到不间断电源的连接。

本发明的另外的方面针对用于评估数据中心的瞬态冷却性能的系统。该系统包括存储设备、显示器、控制器，所述控制器耦合到存储设备和显示器并被配置成：从存储装置接收输入数据的控制器，输入数据包括数据中心架构信息和操作数据；将数据中心的模型显示到显示器上；使用输入数据执行用于数据中心的实时瞬态冷却性能计算；并控制显示器来显示实时瞬态冷却性能计算的结果，其中该结果包括在数据中心断电后的数据中心的最高预测温度。

在系统中，显示的结果可包括数据中心断电后的一时间段的数据中心温度与时间的关系的图形表示。该控制器还可以被配置来比较数据中心的最高预测温度和阈值，以获得比较结果，并基于比较结果控制数据中心中的至少一个设备。控制器还可以被配置成比较数据中心的最高预测温度和阈值，以获得比较结果，基于比较结果改变数据中心的设计参数，并使用改变的设计参数执行实时瞬态冷却性能计算的二次迭代。控制器还可以被配置成检测数据中心中的至少一个冷却参数的变化，并使用至少一个冷却参数执行实时瞬态冷却性能计算的二次迭代。该控制器还可以被配置成比较数据中心的最高预测温度和阈值，来获得比较结果，并基于比较结果为操作员提供警告。控制器还可以被配置成基于输入数据，通过产生能量平衡和热传导线性方程组来执行用于数据中心的实时瞬态冷却性能计算，并产生用于能量平衡线性方程组中的多个温度变量中的每一个的符号表达式。

本发明的另外方面是针对具有其上存储的指令序列的计算机可读介质，指令序列包括导致处理器进行如下工作的指令：接收关于数据中心和包含在数据中心内的冷却系统的布局的输入数据，存储输入数据，控制显示器来显示数据中心的模型，使用输入数据执行用于数据中心的实时瞬态冷却性能计算，并控制显示器来显示实时瞬态冷却性能计算的结果。

计算机可读介质还可以包括导致处理器确定断电之后数据中心的最高温度的指令。指令序列还可以包括如下指令：其将导致处理器比较数据中心的最高预测温度和阈值以得到比较结果，并基于比较结果控制数据中心中的至少一个设备。指令序列还可以包括如下指令：其将致使处理器比较数据中心的最高预测温度与阈值以获得比较结果，基于比较结果改变数据中心的设计参数，并使用改变的设计参数执行实时瞬态冷却性能计算的二次迭代。指令序列还可以包括如下指令：其将致使处理器比较数据中心的最高预测温度和阈值以获得比较结果，并基于比较结果为操作员提供警告。

附图说明

附图并非旨在按照比例绘制。在附图中，在各个附图中示出的每个相同或几乎相同的组件由相同的数字表示。为清楚起见，不是每一个组件都可能被标记在每个图中。在附图中：

图1显示了示例性的计算机系统，利用该系统，符合本发明的各个方面可以被实现；

图2示出包括实施方案的示例性的分布式系统；

图3示出了在第一数据中心中的冷却系统的模型；

图4示出了在第二数据中心中的冷却系统的模型；

图5示出了根据一个实施方案的可以与计算机系统相结合地使用的输入屏幕；

图6示出了根据一个实施方案的可以与计算机系统相结合地使用的结果屏幕；

图7是根据一个实施方案的第一过程的流程图；以及

图8是根据一个实施方案的第二过程的流程图。

具体实施方式

根据本发明的至少一些实施方案涉及系统和过程，通过所述系统和过程，用户可以设计新的数据中心的配置，并分析、修改、管理和控制现有配置。这些系统可以通过允许用户创建数据中心配置的模型来促进这一活动，可以由数据中心配置的模型来确定性能指标。系统和用户可以使用这些性能指标，以确定满足不同设计目标的可替代的数据中心配置。另外，在至少一个实施方式中，系统提供实时的瞬态冷却预测用于数据中心装置的建议布局，并且还提供用于所安装的数据中心的瞬态冷却分析。

如在2008年1月24日提交的标题为“SystemandMethodforEvaluatingEquipmentRackCooling”的美国专利申请号12/019109(在本文中称为“‘109申请”)以及在2006年1月27日提交的标题为“MethodsandSystemsforManagingFacilityPowerandCooling”的美国专利申请号11/342300(在本文中称为“‘300申请”)中所描述的，这两份申请被转让给本申请的受让人，因此，这两份申请的内容在此通过引用的方式全部并入本文，在现代数据中心的典型的装置机架在机架前将冷空气抽入，并将空气排出机架后部。装置机架和排列着的冷却器通常排列成行，以交替的正面/背面排列，在数据中心创建交替的热和冷通道，每行机架的前部面向冷通道，以及每行机架的后部面向热通道。被冷通道分隔的装置机架的相邻的行可以被称为冷通道群集，以及由热通道分隔的装置机架的相邻的行可以被称为热通道群集。对于本领域的普通技术人员容易明显的是，装置机架的行可能是热通道集群和冷通道集群部分。本文中的说明书和权利要求中，机架中的装置或机架本身可以被称为冷却用户，以及排列着的冷却单元和/或计算机房空调(CRAC)可以被称为冷却提供方。在所引用的应用中，工具被提供用于分析数据中心中的机架的群集的冷却性能。在这些工具中，多重分析可以在不同的布局上执行，以尝试优化数据中心的冷却性能。

引用的应用中所描述的工具在分析数据中心的稳态冷却性能中是有效地。数据中心的瞬态冷却性能也是重要的。在典型的数据中心中，通常由具有特定的冗余水平的不间断电源(UPS)和应急发电机将电力供应提供到数据中心，以确保不间断的计算。然而，在大多数数据中心中，冷却系统在功率中断时将至少关闭很短的一段时间，以及敏感的被供电的电子设备可能会变得过热。在重要的数据中心中，发电机通常用于在延长断电期间为电子设备以及冷却系统供电，但在断电和启动发电机之间通常仍然存在一段时间，当电子设备由UPS操作时，冷却系统可能会被关闭。

在现有系统中，在冷却中断期间，以及甚至当冷却最初恢复时，设施温度的变化通常是没有解决的问题，虽然该问题已经被认识到一段时间，如在DavarAbi-Zadeh和PeterSamain在2001年2月的“ATransientAnalysisofEnvironementalConditionsforaMissionCriticalFacilityafteraFailureofPower”中讨论的。在本文中描述的至少一些实施方案中，数据中心的冷却系统的瞬态冷却性能是基于所存储的冷却系统的冷却能力被分析的。系统存储的冷却能力受多个因素影响，包括风扇和任何UPS之间的功率连接和冷却水泵和UPS之间的功率连接、数据中心机房架构和特征、以及数据中心的冷却水存储容器的尺寸。在本发明的实施方案中，方法和工具被提供，以允许用户来估计所存储的冷却能力和关键任务设施的冷却运行时间。这些工具和方法可结合数据中心设计工具并结合数据中心管理工具使用。

根据本发明在本文中所公开的方面并不限于其应用于结构的细节、以及在以下的描述中提出的或附图中所示的组件的布置。这些方面能够假设其它实施方案，并以各种不同的方式被实行或被开展。本文中所提供的具体实现方式的实施例仅用于说明的目的，而不旨在进行限制。特别是，连同任何一个或多个实施方案所讨论的行为、元件和特征不旨在从任何其它实施方案的类似角色被排除。

例如，根据本发明的一个实施方案，计算机系统被配置成执行本文所描述的任何功能，包括但不限于关于特定的数据中心配置的配置、建模和呈现信息。另外，在数据中心的实施方案中的计算机系统可能被用于在数据中心和诸如制冷机或冷却器的控制装置中自动地测量环境参数，以优化性能。此外，本文所述的系统可以被配置成包括或排除本文中所讨论的任何功能。因此，本发明并不限定于特定的功能或功能组。此外，本文所使用的措辞和术语是为了描述，并且不应该被认为是限制。本文中使用的“包括(including)”，“包含(comprising)”，“具有(having)”，“包含(containing)”，“包括(involving)”及其变体意味着包括其后列出的项和其等同物以及额外的项。

计算机系统

本文中描述的根据本发明的各种不同方面和功能可以被实现为一个或多个计算机系统上的硬件或软件。有很多计算机系统的示例正在使用中。这些示例尤其包括网络应用、个人电脑、工作站、主机、网络客户端、服务器、媒体服务器、应用服务器、数据库服务器和网络服务器。计算机系统的其它示例可以包括诸如蜂窝电话和个人数字助理的移动计算装置、以及诸如负载平衡器、路由器和交换机的网络装置。此外，根据本发明的方面可以位于单个计算机系统，或可以在连接到一个或多个通信网络的多个计算机系统之间分布。

例如，各种不同的方面和功能可以在一个或多个计算机系统之间分布，所述一个或多个计算机系统被配置成为一个或多个终端计算机提供服务，或作为分布式系统的部分执行整体任务。此外，所述方面可以在客户端-服务器或多层次系统被执行，其包括在一个或多个服务器系统之间分布的组件，其执行各种不同的功能。因此，本发明并不限定于在任何特定系统或系统组上执行。此外，方面可以以软件、硬件或固件或其任意组合被实现。因此，使用多个硬件和软件配置，根据本发明的方面可以被实现在方法、行为、系统、系统元件和组件中，并且本发明并不限定于任何特定的分布式架构、网络或通信协议。

图1示出了分布式计算机系统100的框图，其中符合本发明的各种不同方面和功能也可以被实施。分布式计算机系统100可包括一个或多个计算机系统。例如，如所示出的，分布式计算机系统100包括计算机系统102、104和106。如所示出的，计算机系统102、104和106相互连接，并可以通过通信网络108交换数据。网络108可以包括任何通信网络，通过其计算机系统可交换数据。为使用网络108交换数据，计算机系统102、104和106以及网络108可以使用各种不同方法、协议和标准，尤其是包括令牌环网、以太网、无线以太网、蓝牙、TCP/IP、UDP、Http、FTP、SNMP、SMS、MMS、SS7、Json、Soap、和Corba。为了确保数据传输是安全的，计算机系统102、104和106可以经由网络108，使用在其它安全技术中包括TSL、SSL或VPN的各种不同的安全措施传送数据。虽然分布式计算机系统100示出了三个联网的计算机系统，分布式计算机系统100可以包括使用任何介质和通信协议联网的任何数量的计算机系统和计算设备。

根据本发明的各个不同方面和功能可以被实现为特定的硬件或软件，其在包括图1中所示的计算机系统102的一个或多个计算机系统中执行。如所描述的，计算机系统102包括处理器110、存储器112、总线114、接口116和存储装置118。处理器110可以执行导致数据处理的系列的指令。处理器110可以是商业上可获得的处理器，例如英特尔(Intel)Pentium、摩托罗拉(Motorola)PowerPC、SGIMIPS、SunUltraSPARC、或惠普(HP)PA-RISC处理器，但当许多其它的处理器和控制器可获得时，处理器110可以是任何类型的处理器或控制器。处理器110由总线114连接到其它系统元件，包括一个或多个存储器设备112。

计算机系统102的操作期间，存储器112可以用于存储程序和数据。因此，存储器112可以是相对较高性能的易失性、随机存取存储器，例如动态随机存取存储器(DRAM)或静态存储器(SRAM)。然而，存储器112可包括如磁盘驱动器或其它非易失性存储设备的任何存储设备，用于存储数据。根据本发明的各种不同实施方案可以将存储器112组织为特殊的结构，并且在某些情况下，组织为独特的结构，以执行本文所公开的方面和功能。

计算机系统102的组件可以由诸如总线114的互连元件相耦合。总线114可包括一个或多个物理总线，例如，被集成在相同的机器中的组件之间的总线，但可以包括系统元件之间的任何通信耦合，其包括如IDE、SCSI、PCI和InfiniBand的专门的或标准的计算总线技术。因此，总线114使得例如数据和指令的通信能够在计算机系统102的系统组件之间被交换。

计算机系统102还包括如输入设备、输出设备和组合输入/输出设备的一个或多个接口设备116。接口设备可接收输入或提供输出。更具体地，输出设备可以提供信息用于外部呈现。输入设备可以接受来自外部源的信息。接口设备的示例包括键盘、鼠标设备、轨迹球、麦克风、触摸屏、打印设备、显示屏、扬声器、网络接口卡等。接口设备允许计算机系统102与诸如用户和其它系统的外部实体交换信息和通信。

存储系统118可以包括计算机可读和可写的非易失性的存储介质，其中存储了定义由处理器执行的程序的指令。存储系统118还可以包括在媒介中和媒介上被记录的信息，并且该信息可以由程序处理。更具体地，该信息可以被存储在一个或多个数据结构中，其被特定配置来保全存储空间或增加数据交换性能。指令可以作为编码信号被永久地存储，以及指令可能导致处理器执行本文所描述的任何功能。例如，介质尤其可以是光盘、磁盘或闪速存储器等。在操作中，处理器或其它一些控制器可能导致数据从非易失性的记录介质被读到另外的存储器中，如存储器112，其允许由处理器比包括在存储系统118中的存储介质更快地访问信息。存储器可以位于存储系统118中或存储器112中，然而，处理器110可以操作存储器112中的数据，以及然后，在处理完成后，将数据拷贝到存储系统118相关联的介质。不同组件可管理介质及集成电路存储器元件之间的数据移动，以及本发明不限于此。此外，本发明并不限定于特定的存储器系统或存储装置系统。

虽然通过示例的方式将计算机系统102示出为根据本发明的不同方面和功能可以在其上被实施的计算机系统的类型，但本发明的方面不限于在如图1中所示的计算机系统上实现。符合本发明的各种不同的方面和功能也可以在具有与图1所示的不同的架构或组件的一个或多个计算机上实施。例如，计算机系统102可包括特别编程的、专用的硬件，例如，被调整为实施本文公开的特定操作的专用集成电路(ASIC)，而另外的实施方案可以使用运行具有摩托罗拉PowerPC处理器的MACOSX系统的多个通用计算设备和运行专有的硬件和操作系统的多个特定的计算设备，来执行相同的功能。

计算机系统102可以是包括管理被包括在计算机系统102中的硬件元件的至少一部分的操作系统的计算机系统。通常，如处理器110的处理器或控制器执行操作系统，所述操作系统可以是例如可以从微软公司获得的基于Windows的操作系统，例如WindowsNT、Windows2000(WindowsME)、WindowsXP或WindowsVista的操作系统，可以是可从苹果电脑公司获得的MACOS系统X操作系统，可以是多个基于Linux操作系统分布形式之一的操作系统，例如可从RedHat公司获得的企业版Linux操作系统，可以是可从SunMicrosystems获得的Solaris操作系统，或可从各种来源获得的UNIX操作系统。多种其它的操作系统都可以被使用，并且实施方案不限于任何特定的实现。

处理器和操作系统一起定义了高级编程语言的应用程序可能会被写入的计算机平台。这些组件应用可以是使用例如TCP/IP的通信协议在例如互联网的通信网络上通信的可执行程序、中间程序，例如，C-、字节码或解释码。同样地，在符合本发明的各个方面可以使用面向对象的编程语言来实现，如.Net、SmallTalk、Java、C++、Adar，或C#(C-Sharp)。也可以使用其它的面向对象的编程语言。可选的是，可以使用功能、脚本，或逻辑编程语言。

此外，在根据本发明的各个方面和功能可以被实现在非编程环境中，例如，在HTML、XML或其他格式创建的文档，当在浏览器程序窗口中观察时，呈现图形用户界面的外观或执行其他功能。另外，符合本发明的各种不同的实施方案可以被实现为编程或非编程的元件，或者它们的任意组合。例如，可使用HTML来实现网页，而从Web页面中调用的数据对象可以使用C++被写入。因此，本发明不限于特定的编程语言，并且也可以使用任何适当的编程语言。另外，在至少一个实施方案中，该工具可以使用VBAExcel来实现。

包括在实施方案中的计算机系统可以执行本发明的范围之外的附加功能。例如，所述系统的多个方面可以利用现有的商业产品实现，例如数据库管理系统，例如可以从华盛顿州西雅图的微软得到的SQL服务器、从RedwoodShores的甲骨文得到的Oracle数据库、以及从瑞典乌普萨拉的MySQLAB公司得到的MySQL、或如从纽约州Armonk的IBM得到的如网络球中间件的集成软件。但是，运行例如SQL服务器的计算机系统可以支撑复合本发明的方面以及用于不同应用的不在本发明的范围内的数据库。

系统架构示例

图2展示了包括分布式系统200的物理和逻辑元件的背景关系图。如图所示，分布式系统200是根据本发明专门配置的。关于图2所叙述的系统结构和内容仅用于示例性的目的，且并非旨在将本发明限制在图2中所示的特定结构。对于本领域的普通技术人员而言明显的是，在不脱离本发明的范围的情况下可以实现多种改变的系统结构。选择图2中所示的具体布置用于促进清晰度。

信息可在图2中所示的元件、组件和子系统之间使用任何技术流动。这样的技术包括例如经由TCP/IP在网络上传递信息，在存储器中的模块之间的传递信息，并通过写入文件、数据库、或一些其它的非易失性存储设备来传递信息。在不脱离本发明范围的情况下，也可以使用其他的技术和协议。

参照图2，系统200包括用户202、接口204、数据中心的设计和管理系统206、通信网络208和数据中心数据库210。系统200可以允许例如数据中心设计人员或其他数据中心人员的用户202与接口204交互，来创建或修改一个或多个数据中心配置的模型。根据一个实施方案，接口204可以包括如在2008年5月15日所提交的题为“METHODSANDSYSTEMSFORMANAGINGFACILITYPOWERANDCOOLING”的专利合作条约申请号PCT/US08/63675中所公开的地板编辑器和机架编辑器的方面，其全部内容通过引用的方式并入本文，并在下文中称为PCT/US08/63675。在其它实施方案中，接口204可以通过专门的设施实现，使用户202能够以拖放方式设计包括表示数据中心或其任意子集的物理布局的模型。这种布局可以包括数据中心的结构部件以及数据中心装置的表示。在根据本发明的各种不同的实施方案中可以被发现的接口204的特征进一步被讨论如下。在至少一个实施方式中，关于数据中心的信息通过接口被输入到系统200，并将关于数据中心的评估和建议中提供给用户。另外，在至少一个实施方案中，优化过程可以被执行以优化数据中心的冷却性能和能耗。

如图2中所示，数据中心设计和管理系统206将数据设计接口204呈现给用户202。根据一个实施方案，数据中心设计和管理系统206可以包括如在PCT/US08/63675中所公开的数据中心设计和管理系统。在本实施方案中，设计接口204可结合输入模块的功能，显示模块和构建模块被包括在PCT/US08/63675并可使用数据库模块来存储和检索数据。

如所示出的，数据中心的设计和管理系统206可以与数据中心数据库210经由网络208交换信息。该信息可能包括支撑数据中心设计和管理系统206的特性和功能所需要的任何信息。例如，在一个实施方案中，数据中心数据库210可至少包括在PCT/US08/63675中描述的数据中心装置数据库中存储的数据的一些部分。在另外的实施方案中，该信息可以包括支撑接口204所需要的任何信息，例如，除了其它数据，包括一个或多个数据中心模型配置的物理布局、包括在模型中的冷却提供方的生产和分配特征、模型配置中的冷却消耗方的消耗特征、以及包括在集群内的装置机架和冷却提供方的列表。

在一个实施方案中，数据中心数据库210可存储冷却提供方的类型、由每种类型的冷却提供方所提供的冷气的量、和由冷却供应方所提供的冷气的温度。因此，例如，数据中心数据库210包括特定类型的CRAC单元的记录，所述CRAC单元被额定在华氏68度的温度下以5600cfm的速率提供气流。此外，数据中心数据库210可存储一个或多个冷却指标，例如CRACs的入口和出口温度，以及一个或多个装置机架的入口和出口温度。温度可以被周期性地测量并输入到系统中，或在其它实施方案中，可使用耦合到系统200的设备连续地监测温度。

数据中心数据库210可以采取能够将信息存储在计算机可读介质上的任何逻辑结构的形式，除了其它结构，还包括平面文件、索引文件、分层数据库、关系数据库或面向对象的数据库。可以使用唯一的和外部的关键关系和索引来建模数据。唯一的和外部的关键关系和索引可以在不同的字段和表之间来建立，以确保数据完整性和数据交换性能。

图2中所示的包括数据中心设计和管理系统206、网络208和数据中心装置数据库210的计算机系统，每个都可以包括一个或多个计算机系统。此外，图2中的系统还可以连接到数据中心内的一个或多个设备，包括冷却系统或功率分配系统的组件来控制和监视这些系统。正如上面关于图1所讨论的，计算机系统可以有一个或多个处理器或控制器、存储器和接口设备。图2中所示的系统200的特定配置仅用于说明的目的，并可以在其他情况下实施本发明的实施方案。因此，本发明的实施方案不限于特定数量的用户或系统。

在现在将描述的至少一个实施方案中，提供了实时预测数据中心的瞬态的冷却性能的工具。该工具利用建模数据中心、并简化模型的新颖方法分析来预测实时瞬态冷却性能。实时预测性能的能力允许工具用来快速分析多种可能的解决方案，并考虑不同方面的权衡。如下面进一步讨论，该工具可以被用来作为独立的权衡工具，纳入数据中心设计系统中，或作为如上面谈论的APC的InfrastruXure(R)的数据中心管理系统的部分被纳入。

在描述本发明的实施方案中，从一些实施方案使用的数据中心瞬态模型的描述开始是有帮助。在此模型中，典型的冷却水冷却的数据中心可以被认为是由三个循环组成：空气侧环路和两个水侧环路。在空气侧环路中，通过冷却器冷却的空气进入房间中(或增压室，然后到房间)，并与来自服务器的排出的热空气混合，并由热负荷加热。空气流被假定为，在其通过冷却器回路离开之前，在数据中心机房内被充分混合。

冷却水系统具有两个环路。第一个是在房间里制冷机组和冷却器之间的环路。冷却水由通过管网循环水的泵从制冷机被供应。冷却水首先进入存储容器，其中一定体积的冷却水被存储，作为功率故障期间的冷却源，以及冷却水然后流经房间中的每个冷却器的冷却盘管。部分的冷却水也可能绕过冷却盘管，用于控制。这两个水流在水返回到制冷机之前混合在一起。

第二冷却水系统的环路包括制冷机和冷却塔之间的循环。在本文所用的至少一个模型中，不考虑第二环路。

模型300描绘第一环路310和第二环路320中的空气流和水流，用于具有图3中所示的高架地板通风系统的主要在室内的冷却架构。图3中，第一环路310包括冷却器312，其包括系统中的所有的冷却器、通风系统314、和数据中心机房316。来自冷却器312、具有温度T_s ^a的空气从冷却器312传递到通风系统314，并和通风系统中的空气混合，以及在通风系统中完全混合的空气具有的温度为T_p ^a。来自通风系统的空气穿过穿孔地砖，并穿过各种泄露途径，进入房间316，与房间中的空气混合，导致充分混合的室内空气具有温度T_r ^a。充分混合的室内空气返回到冷却器。

在图3的模型300中，第二环路包括制冷机322、容器324、冷却器312和旁路管326。来自制冷机322、具有温度T_c ^w的冷却水进入容器324，来自存储容器、具有温度T_s ^w的水传递至旁路管326并到达冷却器312。从冷却器返回的、具有温度T_r ^w的水与来自旁通管的水混合，并返回到制冷机。到达制冷机的水的温度为T_h ^W。

对于现在将描述的一个实施方案，可以导出用于数据中心机房的能量平衡方程，冷却器和冷却水系统基于在图3中所示的模型。

等式(1)是用于房间的能量平衡方程。

${\stackrel{\·}{Q}}_{\mathrm{IT}}+{\stackrel{\·}{m}}^a{c}_p^a{T}_p^a={\stackrel{\·}{m}}^a{c}_p^a{T}_r^a+h_E{A}_E(T_r^a-T_E)+{\mathrm{\ρ}}^a{c}_p^a{V}_R\frac{{\mathrm{dT}}_r^a}{\mathrm{dt}}---\left(1\right)$

其中

是数据中心中的总负载

是冷却器供给空气的质量流速率

c_p ^a是空气的比热

T_p ^a是充分混合通风系统空气的温度

T_r ^a是充分混合室内空气的温度

h_E是房间内空气和装置之间的对流热的传导系数

A_E是装置的总的暴露表面面积

T_E是装置表面温度

ρ^a是空气密度

V_R是房间中空气的体积

t是时间

注意的是，该方程可以被扩展到包括其它的房间特性，如能够表现为散热片以与空气进行热交换的墙壁、窗户、天花板、和其他固体表面。

对于数据中心的房间，室内温度的变化率使用等式(2)来近似。

$\frac{{\mathrm{dT}}_r^a}{\mathrm{dt}}\≈\frac{T_r^a-T_r^{a*}}{\mathrm{\Δt}}---\left(2\right)$

其中

Δt是小的时间间隔

T_r ^a*是时间间隔Δt之前的室内空气的温度

T_r ^a是时间间隔Δt之后的室内空气的温度

同样，对于包含在数据中心中的装置，等式(3)表明了装置和室内空气之间的热传递。

${\left(\mathrm{Mc}\right)}_E\frac{{\mathrm{dT}}_E}{\mathrm{dt}}={\left(\mathrm{Mc}\right)}_E\frac{T_E-T_E^{*}}{\mathrm{\Δt}}=h_E{A}_E(T_r^a-T_E)---\left(3\right)$

其中

(Mc)_E是装置的比热乘以质量

T_E ^*是时间间隔Δt之前的装置表面温度

T_E是时间间隔Δt之后的装置表面温度

等式(4)提供了用于通风系统的能量平衡方程。

${\stackrel{\·}{m}}^a{c}_p^a{T}_s^a={\stackrel{\·}{m}}^a{c}_p^a{T}_p^a+h_B{A}_B(T_p^a-T_B)+{\mathrm{\ρc}}_p^a{V}_P\frac{{\mathrm{dT}}_p^a}{\mathrm{dt}}---\left(4\right)$

其中

T_s ^a是冷却器的供给空气温度

h_B是通风系统的障碍物例如混凝土板和冷却水管道和空气之间的对

流换热系数

A_B是通风系统阻碍物的总表面面积

T_B是通风系统阻碍物的表面温度

V_P是通风系统中的空气体积

通风系统温度的变化率近似为：

$\frac{d{T}_p^a}{\mathrm{dt}}=\frac{T_p^a-T_p^{a*}}{\mathrm{\Δt}}---\left(5\right)$

其中

T_p ^a*是时间间隔Δt之前的通风系统空气温度

T_p ^a是时间间隔Δt之后的通风系统空气温度

典型的高架地板空气通风系统具有多个阻碍物，其可除了阻碍空气流动，可以提供显著的热质量。等式(6)表示用于这些障碍物的能量平衡方程。

${\left(\mathrm{Mc}\right)}_B\frac{{\mathrm{dT}}_B}{\mathrm{dt}}\≈{\left(\mathrm{Mc}\right)}_B\frac{T_B-T_B^{*}}{\mathrm{\Δt}}=h_B{A}_B(T_p^a-T_B)---\left(6\right)$

其中

(Mc)_B是通风系统阻碍物的比热乘以质量

T_B ^*是时间间隔Δt之前的通风系统阻碍物表面温度

T_B是时间间隔Δt之后的通风系统阻碍物表面温度

能量平衡方程还可以被推导用于冷却器中的热交换。根据对数平均温差(LMTD)热交换器模型、公知的热交换器设计指标，可以使用公式(7)来特征化冷却器的性能。

$\frac{T_r^a-T_r^w}{T_s^q-T_s^w}=\exp \left[\mathrm{AUf}(\frac{1}{{\stackrel{\·}{m}}^a{c}_p^a}-\frac{1}{{\stackrel{\·}{m}}^w{c}_p^w})\right]---\left(7\right)$

其中

T_r ^w是流出冷却器的水流的温度

T_s ^w是流入冷却器的水流的温度

A是总的线圈表面积

U是冷却器内线圈的总的U值

f是热交换器系数

是进入冷却器的水的质量流速率

c_p ^w是水的比热

另外，由于由冷却器所移除的总负载应该是等于数据中心中的总负载，满足等式(8)以维持数据中心机房的能量平衡。

${\stackrel{\·}{Q}}_{\mathrm{IT}}={\stackrel{\·}{m}}^a{c}_p^a(T_r^a-T_s^a)={\stackrel{\·}{m}}^w{c}_p^w(T_r^w-T_s^w)---\left(8\right)$

等式(9)表示制冷机系统的能量平衡方程。

${\stackrel{\·}{M}}^w{c}_p^w{T}_h^w={\stackrel{\·}{M}}^w{c}_p^w{T}_c^w+{\stackrel{\·}{Q}}_{\mathrm{chiller}}---\left(9\right)$

其中

是制冷机水流速率

T_h ^w是流入制冷机的水流的温度

T_c ^w是流出制冷机的水流的温度

制冷机或其它制冷单元提供的总冷却负载

在正常稳态运行条件下，这应该是等于在数据中心机房的总负荷。然而，总的冷却负荷在制冷机重启期间随时间变化，并取决于例如装载时刻表的因子。

等式(10)表示冷却水存储容器的能量平衡方程。

${\stackrel{\·}{M}}^w{c}_p^w{T}_c^w={\stackrel{\·}{M}}^w{c}_p^w{T}_s^w+M_{\mathrm{storage}}{c}_p^w\frac{{\mathrm{dT}}_s^w}{\mathrm{dt}}---\left(10\right)$

其中

M_storage是冷却水缓冲存储的总质量

冷却器入水温度的变化率，可以近似地使用公式(11)。

$\frac{{\mathrm{dT}}_s^w}{\mathrm{dt}}\≈\frac{T_s^w-T_s^{w*}}{\mathrm{\Δt}}---\left(11\right)$

其中

T_s ^w*是时间间隔Δt之前流入冷却器的水流的温度

T_s ^w是时间间隔Δt之后流入冷却器的水流的温度

在回管中的水的瞬态特性可以以如在方程(10)中的相似的方式被表示。在至少一个实施方案中，由于管道系统的体积与水存储容器的体积相比是相对可以忽略不计的，所以这种效果被忽略以简化过程。

最后，对于冷却水系统，配管环路中的所有的水的能量平衡可以如等式(12)中所示的来表示。

$T_s^w({\stackrel{\·}{M}}^w-{\stackrel{\·}{m}}^w)c_p^w+T_r^w{\stackrel{\·}{m}}^w{c}_p^w=T_h^w{\stackrel{\·}{M}}^w{c}_p^w---\left(12\right)$

组合和代入可以将上述的12等式减少到一组九个线性方程。更具体地，将等式(2)代入(1)，将(5)代入(4)，和将(11)代入(10)，导致具有一组9个线性方程，具有九个未知量：T_p ^a、T_r ^a、T_E、T_s ^a、T_B、T_r ^w、T_s ^w、T_h ^w和T_c ^w。

线性方程组可以以矩阵的形式表示，如下所示：

在矩阵中，所有的x_ij和y_ij值可以从用户的输入和/或常数结合先前时间步长的温度而得出。方程(7)的常数A、U和f可以被视为单一的值。Δt可以对每个时间步长是固定的常数，或在分析期间中对于不同时间周期取不同的值。

在不同的实施方案中，可以使用以下两种方法来对于每一时间步长求解出这九个温度。第一种方法是使用多个商用数学软件工具(例如，WoframResearch的Mathematica软件)中的一种，象征性地离线求解温度矢量。得到各温度变量的符号表达式之后，每个时间步长的温度值可通过插入所有的用户输入常数、时间步长，以及在某些情况下插入之前计算出的温度值(例如等式(2)、(5)和(11))来计算。

计算瞬态温度值的第二种方法是利用设计的软件代码来求解特定的方程。在代码中，对于每个时间步长，求解器(例如，使用高斯消元法的线性求解器)被调用以同时求解九个方程，以得到该特定时间步长的所有9个温度值。代码被设置成对于所有时间间隔重复求解过程，直到结束，这是指定的或根据设计在软件代码中的参数来确定的。

上述过程提供了一个简化的模型，用于确定具有主要在室内的冷却架构的数据中心中的瞬态温度性能。如现在将要描述的，在另外的实施方案中，简单的建模过程和分析可被用于主要为成排冷却架构。

图4示出了具有主要为成排冷却的数据中心的模型400。两个冷却环路410和420被包括在模型中。模型400类似于模型300，除了模型400不包括通风系统。模型400和模型300的共同元件被用相同的参考号标记，除了模型300的冷却器312被模型400中的冷却器412取代，认识到模型300的房间冷却器被模型400中的成排冷却取代。

模型400可以以与上述模型300相似的方式被分析，不同的是方程(4)、(5)和(6)不需要被包括在分析中，将要求解的线性方程的数目减少到7。七个方程可以以矩阵形式表示，如下所示。

矩阵可以以与上述的涉及九个方程的矩阵类似的方式被求解。

上面描述的瞬态冷却性能模型和程序可以如现在将要描述的，在多个应用中实现。

在一个实施方案中，所提供的过程和独立的工具使得用户能够手动输入信息到该工具中，以及具有上述的架构中的一种的计算机系统可以被编程，以使用上述的建模和分析来提供瞬态的冷却结果。在一个实施方案中，该计算机系统解决方案可以基于使用MicrosoftExcel，而在另外的实施方案中，该解决方案可基于以CrystalXcelsius产品为基础的软件程序。由用户输入的要分析的描述数据中心的信息可包括房间的几何形状、功率和冷却系统特性以及冷却水系统的描述。系统所需要的信息可以很容易地从铭牌值、读数值、简单的测量、和假设获得。

图5示出了数据输入屏幕500，其可在一个实施方案中使用，以允许用户输入和操作数据，以获得和优化数据中心的瞬态冷却性能。输入屏幕500包括在其中用户输入描述系统的数据的多个数据输入框。此外，数据输入屏幕500包括部分510，在其中用户可以简单地描述IT装置和冷却装置到不间断功率(UPS)以及发电机的连接、以及UPS的预计运行时间。

在至少一个实施方方案中，计算是随着用户在输入屏幕500的输入框中输入或改变数据而实时运行的，结果也实时地示出。操纵数据并实时查看结果的能力允许用户轻松地在设计或升级数据中心时考虑折衷方案。这允许用户设计数据基础设施，以确保IT装置的所需的最高允许温度在功率故障期间将不会被超过。

图6示出了根据一个实施方案的结果显示屏幕600。只要输入屏幕完成或在输入屏幕上改变数据，结果屏幕可被更新。在图6中所示的结果屏幕对应于图5中所使用的输入数据。显示屏幕有两个主要环节，包括温度曲线段602和装置时间线段604。温度曲线段602提供了对于数据中心中的几个温度值的温度随时间变化的曲线。在不同的实施方案中，可以绘制不同的温度。对于图6中所示的实施方案，四个温度曲线被示出在图表上，其包括T_r ^a(充分混合室温)606、T_s ^a(制冷机供气温度)608、T_h ^w(进入制冷机的水流温度)610、和T_c ^w(离开制冷机的水流温度)612。图表还示出了房间的最高允许温度T_max614，其被设置在90度。当因为IT装置运行在UPS上，但风机、泵和制冷机未运行而失去电力时，如在图表中所示，房间里的温度立刻升高。一旦发电机开始运行(在35秒后，参阅图5)，温度开始下降，由于风扇和泵的“通电”，其允许利用管道和存储容器中的水的热质量，但室温自制冷机保持关闭十五分钟后然后增加，以及在系统中循环的水最终将被加热。制冷机开始运行后的很短的时间内，房间里的温度下降并稳定。

结果屏幕600在方框616中显示，对应于图5中的输入数据的数据中心在断电期间达到的最高温度将是86.7度，其小于90度的最大可允许温度，以及其发生在断电约20分钟后。

装置时间线段604包括四个时间线，包括IT装置的时间线618、冷却器风扇时间线620、泵时间线622、和制冷机时间线624。时间线显示相应的设备通电的时间和功率源，并对应于图5的输入屏幕500的底部的表中输入的信息。

在另外的实施方案中，上述的瞬态温度性能过程和工具被纳入如上面描述的那些数据中心设计系统。上述(包括输入屏幕500和结果屏幕600)独立的工具可以建立在任何数据中心的设计平台上，包括基于网络的软件工具。当被纳入到设计系统中，输入参数可从存储在数据库中的信息得到，并可能需要由用户输入的较少的信息。

数据中心设计人员总是面临着多种折衷方案，包括是否将冷却机风扇和冷却水泵连接到UPS的决定。当冷却机风扇和泵被连接到UPS，需要大的UPS容量以保持相同的运行时间，增加了用于UPS的成本。然而，如果冷却器风扇和冷却水泵没有连接到UPS系统，室温在断电之后会出现初始峰值，这可能超过最大允许的数据中心操作温度。因此，设计人员必须决定是否将冷却机风扇和冷却水泵连接到UPS系统。本文所述的工具和过程允许设计人员能够做出明智的决策，导致不间断冷却时避免不必要的成本。

数据中心设计人员通常会利用如冷却水存储容器所提供的存储的冷却能力来改善瞬态冷却性能。冷却水存储容器作为热飞轮，在功率故障后并在由应急发电机为制冷机系统恢复供电前保持冷却。本文所描述的工具可以预测所需的存储的冷却能力，如给出指定的室温限制的存储容器的大小。此外，数据中心冗余估计还可考虑热瞬态时间余量。由工具所提供的计算的指标，如冷却运行时间，可以是改进数据中心系统可用性预测的准确性的重要因素。

此外，当进行数据中心节能计算时，热瞬态时间余量是要考虑的额外的约束。通常情况下，例如冷却水供给的设定点温度的系统配置需要进行优化以节约能源。任何调整可能对数据中心的热瞬态性能有重大影响，并且可以在纳入了本文所描述的工具的数据中心设计系统中被考虑。

可被纳入数据中心的设计系统用来预测数据中心的瞬态冷却性能的根据一个实施方案的过程700现在将参照图7而被描述，其示出了过程700的流程图。在过程的第一动作710中，例如，用户通过选择合并在数据中心的设计系统的显示屏幕上的选项而启动过程。接着，在动作720，系统从系统中的存储器中读出数据中心架构信息和营运数据，并且此外，用户可能被要求输入额外数据。在动作730，系统使用以上所描述的过程之一，执行实时数据中心瞬态计算，并在动作740，使用例如上面所讨论的结果屏幕600显示结果。在决策块750，如果结果是令人满意的，则用户被给出终止过程的选项，或在块750，用户可以指示数据中心的另外的重配置是期望的。如果需要另外的重新配置，则在动作760，数据可以被操纵以尝试进行优化设计，以及动作720到760然后被重复。

在另外的实施方案中，上述的瞬态温度性能过程和工具被纳入数据中心管理系统，如APC的InfraStruXure(R)中心和运行管理产品。数据中心管理系统为数据中心的管理者和经营者提供监测其数据中心的能力。该系统获得实时测量数据，如功率、温度、水和空气的流速，以及数据中心的物理布局和配置等。纳入本文所讨论的工具和过程，根据一个实施方案的数据中心管理系统可以基于在系统中可用的数据来确定瞬态冷却性能，以在断电后实时预测诸如冷却运行时间和最高预测室温的指标。对于数据中心的冷却配置所做的任何变化由系统识别，以及数据中心的瞬态冷却性能的变化可以快速被识别并引起操作人员的注意。

在一个实施方案中，如果不能满足所需的热瞬态的时间余量，系统可以自动更新数据中心的瞬态冷却性能，并发出警报以通知操作人员。该系统还为中心管理人员提供建议，以提高不符合要求的数据中心性能。建议可能包括例如增加存储的冷却能力或将冷却器风扇连接到UPS系统等。

根据一个实施方案，可以被纳入数据中心管理系统用于预测数据中心的瞬态冷却性能的过程800现在将描述参考图8被描述，其示出了过程800的流程图。在过程的第一动作810中，用户通过例如选择被并入数据中心管理系统的显示屏幕上的选项来启动过程。接着，在动作820，系统从系统中的存储器读取数据中心架构信息和操作数据，并且还可以从位于数据中心中的传感器和其它仪器获取数据，并且，此外，用户可以被要求输入附加数据。在动作830，系统使用上述的其中一个过程执行实时数据中心瞬态计算，并在动作840，使用例如上述的结果屏幕600显示结果。在决策块850，用户被给出终止过程的选项。如果过程没有在方框850终止，用户可以实现变化以改进或优化瞬态冷却性能，然后在动作860，导致系统重新运行瞬态冷却分析。在一个实施方案中，过程保持在动作860，除非操作人员使系统继续进行动作820，或系统可检测数据中心的参数中的变化，并自动返回到动作820并重新计算瞬态冷却性能。用来改变的被监测的参数可以包括多个参数，包括功率消耗、室温、例如冷却水的温度的冷却系统设置和测量。另外，在至少一个实施方式中，系统被配置来测量发生在数据中心的断电之后的最高温度，比较测量值与预测值，以及如果测得的值不同于阈值，超过预定的阈值，则提供指示给操作人员。仍另外的是，在至少一个实施方案中，数据中心管理系统提供控制信号到数据中心内的一个或多个设备，以基于预测的最高温度水平，改变数据中心中的冷却参数。控制信号可以例如被配置来改变包括控制功率开关和冷却阀在内的一个或多个冷却设备或功率分配设备的参数。

在本文所讨论的本发明的至少一些实施方案中，实时的性能评估和计算是指在几秒钟或更少的时间完成的过程，而不是可能发生在例如涉及典型的CFD计算的复杂的计算时的几分钟或更长时间的过程。

在上述的至少一些实施例中，数据中心的设计和/或数据中心中的实际的参数基于数据中心预测的瞬态冷却性能被改变。当性能被发现是在预定的规格内，改动可以被实现以改善冷却性能，和/或可以被实现来提供节约成本和/或节约功率。

在上述的至少一些实施方案中，工具和过程被提供用于确定数据中心的瞬态冷却性能。在其它的实施方案中，工具和过程可以被用在其他类型的设施中，也可以被用在移动应用中，包括移动数据中心。

因此，具有本发明的至少一个实施方案的被描述的多个方面，可以理解的是，对于本领域技术人员，各种不同的改变、修改和改进将容易出现。这样的改变、修改和改进旨在成为本公开内容的部分，以及意味着在本发明的精神和范围内。因此，前面的描述和附图仅作为示例的方式。

Claims (20)

1.一种计算机实现的方法，用于评估数据中心瞬态冷却性能，所述方法包括：

从存储设备接收输入数据，所述输入数据包括数据中心架构信息和操作数据；

显示所述数据中心的模型；

使用所述输入数据执行用于所述数据中心的实时瞬态冷却性能计算；以及

显示所述实时瞬态冷却性能计算的结果，其中所述结果包括在所述数据中心断电后所述数据中心的最高预测温度。

2.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述结果包括在所述数据中心断电后的一时间段的数据中心温度与时间的关系的图形表示。

3.如权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括：

比较所述数据中心的所述最高预测温度与阈值，以获得比较结果；以及

基于所述比较结果控制所述数据中心中的至少一个设备。

4.如权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括：

比较所述数据中心的所述最高预测温度和阈值，以获得比较结果；

基于所述比较结果改变所述数据中心的设计参数；以及

使用所改变的设计参数执行实时瞬态冷却性能计算的二次迭代。

5.如权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括：

检测所述数据中心中的至少一个冷却参数中的变化；以及

使用所述至少一个冷却参数执行实时瞬态冷却性能计算的二次迭代。

6.如权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括：

比较所述数据中心的所述最高预测温度和阈值，以获得比较结果；以及

基于所述比较结果，为操作人员提供警告。

7.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中执行用于所述数据中心的实时瞬态冷却性能计算包括基于所述输入数据开发用于所述数据中心的能量平衡和热传导线性方程组，并产生用于能量平衡和热传导线性方程组中的多个温度变量中的每一个温度变量的符号表达式。

8.如权利要求3所述的计算机实现的方法，其中所述数据中心包括至少一个不间断电源，并且其中所述方法包括基于所述比较结果，改变冷却装置到所述不间断电源的连接。

9.一种用于评估数据中心的瞬态冷却性能的系统，所述系统包括：

存储设备；

显示器；

控制器，其耦合到所述存储设备和所述显示器，并且被配置成：

从所述存储设备接收输入数据，所述输入数据包括数据中心架构信息和操作数据；

在所述显示器上显示所述数据中心的模型；

使用所述输入数据，执行用于所述数据中心的实时瞬态冷却性能计算；以及

控制所述显示器以显示所述实时瞬态冷却性能计算的结果，其中所述结果包括所述数据中心断电后所述数据中心的最高预测温度。

10.如权利要求9所述的系统，其中所述结果包括在所述数据中心断电后的一时间段的数据中心温度与时间的关系的图形表示。

11.如权利要求9所述的系统，其中所述控制器还被配置成：

比较所述数据中心的所述最高预测温度和阈值，以获得比较结果；以及

基于所述比较结果，控制所述数据中心中的至少一个设备。

12.如权利要求9所述的系统，其中所述控制器还被配置成：

比较所述数据中心的所述最高预测温度和阈值，以得到比较结果；

基于所述比较结果，改变所述数据中心的设计参数；以及

使用所改变的设计参数执行实时瞬态冷却性能计算的二次迭代。

13.如权利要求9所述的系统，其中所述控制器还被配置成：

检测所述数据中心中的至少一个冷却参数中的变化；以及

使用所述至少一个冷却参数执行实时瞬态冷却性能计算的二次迭代。

14.如权利要求9所述的系统，其中所述控制器还被配置成：

比较所述数据中心的所述最高预测温度和阈值，以获得比较结果；以及

基于所述比较结果，为操作人员提供警告。

15.如权利要求9所述的系统，其中所述控制器被配置成通过基于所述输入数据开发用于所述数据中心的能量平衡和热传导线性方程组，来执行用于所述数据中心的实时瞬态冷却性能计算，并产生用于能量平衡和热传导线性方程组中的多个温度变量中的每一个温度变量的符号表达式。

16.一种被配置成确定冷却冗余信息的计算机实现的系统，所述计算机实现的系统包括：

用于接收关于数据中心和包含在所述数据中心内的冷却系统的布局的输入数据的模块；

用于控制显示器来显示所述数据中心的模型的模块；

用于存储所述输入数据的模块；

用于使用所述输入数据执行用于所述数据中心的实时瞬态冷却性能计算的模块；以及

用于控制显示器来显示所述实时瞬态冷却性能计算的结果的模块。

17.如权利要求16所述的计算机实现的系统，还包括：

用于确定断电之后所述数据中心的最高预测温度的模块。

18.如权利要求17所述的计算机实现的系统，还包括：

用于比较所述数据中心的所述最高预测温度和阈值以获得比较结果的模块；以及

用于基于所述比较结果控制所述数据中心中的至少一个设备的模块。

19.如权利要求17所述的计算机实现的系统，还包括：

用于比较所述数据中心的所述最高预测温度与阈值以获得比较结果的模块；

用于基于所述比较结果改变所述数据中心的设计参数的模块；以及

用于使用所改变的设计参数来执行实时瞬态冷却性能计算的二次迭代的模块。

20.如权利要求17所述的计算机实现的系统，还包括：

用于比较所述数据中心的所述最高预测温度与阈值以获得比较结果的模块；以及

用于基于所述比较结果为操作人员提供警告的模块。