CN103615782B - 制冷装置集群的调控方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制冷装置集群的调控方法和装置，每个制冷装置配置为对至少一服务器进行散热，其中，该调控方法包括：对于每个制冷装置，采集该制冷装置对应的服务器的中央处理器CPU占有率；根据采集的CPU占有率确定该制冷装置对应服务器的总功耗值，根据该总功耗值确定对应该制冷装置的调控方式；根据调控方式对该制冷装置进行调控。本发明通过确定每个制冷装置对应的服务器的总功耗值，从而对不同的制冷装置进行不同的调控，能够更精确地调控制冷装置，从而每个服务器进行均匀散热，并且节约了不必要的制冷能耗。

Description

制冷装置集群的调控方法和装置

技术领域

本发明涉及服务器的散热领域，并且特别地，涉及一种制冷装置集群的调控方法和装置。

背景技术

伴随着计算机的不断升级换代，机架式服务器得到不断发展，因此，对数据中心机房的制冷技术也提出了更高的要求。在早期数据中心机房内，利用空调进行制冷的方式就能满足数据中心机房的要求。随着系统的增长和外围设备的不断扩展，在较大的机房空间内仅仅利用较低温的空调进行制冷就不能达到散热要求了，所以大部分数据中心机房都设计成地板下送风的方式从而对空间内设备进行降温。通常，可以在数据中心机房内铺设静电地板，静电地板高度为20-100cm，甚至高达2m。将机房专用空调的冷风送到静电地板下方，形成一个很大的静压箱体，形成静压箱进行制冷的优点在于：可减少送风系统的动压、增加静压、稳定气流、减少气流振动等，并且能使送风效果更理想。再通过带孔地板将冷空气送到服务器机架上。回风可通过机房内地板上空间或专用回风风道（天花板以上空间）进行回风。

据统计，现有地板下送风方式的数据中心，空调系统每年的能耗大约占整个数据中心机房能耗的35％-50％，而且随着季节的变化，能耗比也会随之变化。机房一般设计为N+X（N为系统中必备器件的数量，而X表示系统中冗余设备的数量）的安全运行模式，但从整个机房IT设备布局来看，面积较大机房中，考虑其循环风量及减少机房局部温度死角等问题，及负载设备功耗的动态变化。精密空调群无法做到人为控制按照需求运行，机房发热量变化无规律可以遵循，因此目前必须全部开机，所有室内风机全速运行，压缩机由每台空调独自按照自己的需求进行控制，从运行费用角度来说，此运行模式不经济也不节能。如果强制空调群中的冗余设备进行关机运行，由于机房气流组织及温度变化规律很难掌握，人为控制空调的开机与关机也很难做到机房安全，因此可能存在局部温度不可控的现象，从而导致机房内服务器等设备由于未处于正常工作温度中而效率降低，甚至出现故障。

针对相关技术中由于人为制冷装置集群致使控制不精确导致服务器工作效率低下或制冷耗能太大的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中由于人为制冷装置集群致使控制不精确导致服务器工作效率低下或制冷能耗太大的问题，本发明提出一种制冷装置集群的调控方法和装置，能够更精确地调控制冷装置，从而每个服务器进行均匀散热，并且节约了不必要的制冷能耗。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种制冷装置集群的调控方法。

每个制冷装置配置为对至少一服务器进行散热，该调控方法包括：

对于每个制冷装置，采集该制冷装置对应的服务器的中央处理器CPU占有率；

根据采集的CPU占有率确定该制冷装置对应服务器的总功耗值，根据该总功耗值确定对应该制冷装置的调控方式；

根据调控方式对该制冷装置进行调控。

并且，上述调控方法进一步包括：

对于每个制冷装置，采集该制冷装置对应的服务器占据的空间中的至少一处的温度值和/或湿度值；

根据该总功耗值确定对应该制冷装置的调控方式包括：

根据至少一温度值和/或湿度值以及该总功耗值得到对应该制冷装置的调控方式。

优选地，采集该制冷装置对应的服务器占据的空间中的至少一处的温度值和/或湿度值包括：

通过无线技术进行采集。

其中，采集该制冷装置对应的服务器的CPU占有率包括：

通过RS485接口采集该制冷装置对应的服务器的CPU占有率。

进一步地，上述制冷装置为精密空调，并且，根据调控参数对该制冷装置进行调控包括：

根据调控参数对精密空调进行开启和/或关闭。

根据本发明的一个方面，提供了一种制冷装置集群的调控装置。

每个制冷装置配置为对至少一服务器进行散热，该调控装置包括：

占有率采集模块，对于每个制冷装置，用于采集该制冷装置对应的服务器的中央处理器CPU占有率；

确定模块，用于根据采集的CPU占有率确定该制冷装置对应服务器的总功耗值，根据该总功耗值确定对应该制冷装置的调控方式；

调控模块，用于根据调控方式对该制冷装置进行调控。

此外，上述调控装置进一步包括：

温度和/或湿度采集模块，对于每个制冷装置，用于采集该制冷装置对应的服务器占据的空间中的至少一处的温度值和/或湿度值；

并且，确定模块进一步用于根据至少一温度值和/或湿度值以及该总功耗值得到对应该制冷装置的调控方式。

优选地，温度和/或湿度采集模块用于通过无线技术进行采集。

优选地，占有率采集模块用于通过RS485接口采集该制冷装置对应的服务器的CPU占有率。

并且，制冷装置为精密空调，并且，调控模块进一步用于根据调控参数对精密空调进行开启和/或关闭。

本发明通过确定每个制冷装置对应的服务器的总功耗值，从而对不同的制冷装置进行不同的调控，能够更精确地调控制冷装置，从而每个服务器进行均匀散热，并且节约了不必要的制冷能耗。

附图说明

图1是根据本发明实施例的制冷装置集群的调控方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的制冷装置集群的调控装置的框图；

图3是根据本发明的一个实施例的制冷系统的示意图；

图4是图3中制冷系统中的机柜与温湿度采集模块的放大图；

图5是图3中制冷系统中的温湿度信号传输通道的放大示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种制冷装置集群的调控方法。

每个制冷装置配置为对至少一服务器进行散热，如图1所示，根据本发明实施例的调控方法包括：

步骤S101，对于每个制冷装置，采集该制冷装置对应的服务器的中央处理器CPU占有率，由于CPU工作时产生热量为服务器主要热源，因此采集CPU占有率的数据作为参数更为准确；

步骤S103，根据采集的CPU占有率确定该制冷装置对应服务器的总功耗值，根据该总功耗值确定对应该制冷装置的调控方式，通过确定每个制冷装置对应的服务器的总功耗值，从而对不同的制冷装置进行不同的调控，能够更精确地调控制冷装置，其中，调控方式包括对制冷装置的功率、送风温度、湿度及其它方面进行控制；

步骤S105，根据调控方式对该制冷装置进行调控，从而每个服务器进行均匀散热，并且节约了不必要的制冷能耗。

并且，对于每个制冷装置，根据本发明实施例的调控方法可以进一步采集该制冷装置对应的服务器占据的空间中的至少一处的温度值和/或湿度值；并且根据至少一温度值和/或湿度值以及该总功耗值得到对应该制冷装置的调控方式，优选地，通过无线技术进行采集，采集了服务器侧的温度和/或湿度作为确定调控方式时增加的参数，能够得到更精确的调控方式，此外，该温湿度值也可以作为空调群控系统执行效果的反馈，并通过以太网将温湿度数据上传，从而形成双层监控网络，确保空调群控系统有效准确，在节能的同时确保设备安全。

进一步地，上述制冷装置为精密空调，并且，根据调控参数对该制冷装置进行调控可以根据调控参数对精密空调进行开启和/或关闭。当一个精密空调对应的所有的服务器负载水平较低的状态下，则关闭该精密空调，包括压缩机和风机；当一个精密空调对应的服务器负载水平较高的状态下，则开启该精密空调，即开启压缩机和风机。

优选地，文中进行采集服务器的中央处理器CPU占有率可以通过RS485接口进行，RS485接口可以实现点对点的通信方式，并且接口信号电平较低，不易损坏接口电路的芯片，传输速率大，抗噪声干扰性好并且传输距离远。

根据本发明的一个方面，提供了一种制冷装置集群的调控装置。

每个制冷装置配置为对至少一服务器进行散热，如图2所示，根据本发明实施例调控装置包括：

占有率采集模块21，对于每个制冷装置，用于采集该制冷装置对应的服务器的中央处理器CPU占有率；

确定模块22，用于根据采集的CPU占有率确定该制冷装置对应服务器的总功耗值，优选地，通过RS485接口进行采集，然后根据该总功耗值确定对应该制冷装置的调控方式；

调控模块23，用于根据调控方式对该制冷装置进行调控。

此外，上述调控装置进一步包括：

温度和/或湿度采集模块（未示出），对于每个制冷装置，用于采集该制冷装置对应的服务器占据的空间中的至少一处的温度值和/或湿度值，优选地，温度和/或湿度采集模块用于通过无线技术进行采集，温度和/或湿度采集模块可以是类似于U盘的传感器等；

并且，确定模块22进一步用于根据至少一温度值和/或湿度值以及该总功耗值得到对应该制冷装置的调控方式。

并且，制冷装置为精密空调，并且，调控模块23进一步用于根据调控参数对精密空调进行开启和/或关闭（即开启精密空调的压缩机和风机，或者关闭精密空调的压缩机和风机）。

根据本发明的一个实施例，提供了一种制冷系统，如图3所示，该制冷系统包括：精密空调（包括AC1-AC8）、服务器机柜（包括A1-I1）、温湿度采集模块T、中间无线采集器、总无线采集器（Wireless Collector）、协议转换器和管理节点（包括文中提及的占有率采集模块21，确定模块22，调控模块23，温度和/或湿度采集模块）。其中，如图3所示，一台精密空调对应一排机柜，例如，精密空调AC1对应第一排机柜A1-A7，一个中间无线采集器对应一排机柜，每个机柜上设置有两个温湿度采集模块，一个无线采集器用于接收所有中间无线采集器的信号，上/下排精密空调分别对应一个协议转换器。

在系统运行时，每个服务器的CPU占有率情况通过RS485接口网络与协议转换器进行通信，然后通过以太网传输到管理节点，管理节点根据一个精密空调对应的一排服务器（一排机柜中的所有服务器）的CPU占有率计算该排的服务器总功耗值，管理节点再通过计算根据负载分布情况及精密空调分布情况精确控制该位置精密空调的工作状态，主要包括压缩机的启停和空调室内机的风扇启停。从而通过以上技术对精密空调集群进行集中管理。

同时，温湿度采集模块采集其对应的服务器机柜的温湿度，每排机柜构成一个无线温湿度采集网络，通过物联网的组网方式形成一个温湿度监控网络，作为空调群控系统执行效果的反馈系统并通过以太网将数据上传至管理节点，形成双层监控网络，确保空调群控系统有效准确，在节能的同时确保设备安全。

如图4所示，为图3中服务器机柜和温湿度采集器模块的放大图，其中，每个机柜上设置有两个温湿度采集模块，该温湿度采集模块通过USB进行供电，并无线传输信号，外形为U盘大小，即插即用，因此也可以称为USB供电无线温湿度采集器模块，图3中只示出一个温湿度采集模块。图4所示的服务器机柜中仅示出用于给温湿度采集模进行供电的两个机架式服务器，而省略了其他机架服务器。将两个温湿度采集模块分别配置在机柜的上下侧。

如图5所示，为图3中一排机柜和该排机柜侧的温湿度采集模块采集信号并进行发送的示意图，其中，每个机柜将采集到的温湿度信号传输到中间无线采集器，再传输给总无线采集器，然后通过网络进行信号传输。

此外，在未示出的实施例中，可以设置多于两个温湿度采集模块，配置在机柜的更多位置，以采集到机柜侧更准确的温湿度值，从而更精确地反馈到管理节点服务器。

一个中大型数据中心通常设有多台空调，而机房内冷负荷是在不断变化的，为适应负荷的变化，群控系统（文中所说的针对制冷装置集群的调控装置）能够对空调运行台数进行动态调节，以达到节能的目的。这种根据机房负荷动态调整空调运行台数的群控功能称为层叠功能。当室内温度过高时，群控系统将增加空调运行台数，直至全部空调运行；当室内温度过低时，群控系统将减少空调运行台数，直至全部空调关闭。相关数据表明，层叠功能的运用，将使空调系统节能10%～30%。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明通过设置管理节点服务器进行每排机柜的总功耗计算，并收集无线传感网的反馈数据，根据数据计算对管理空调设备进行群控，统一管理，从而对不同的制冷装置进行不同的调控，能够更精确地调控制冷装置，从而每个服务器进行均匀散热，并且节约了不必要的制冷能耗，进一步地，本发明的技术方案还通过RS485接口进行数据传输，能更有效地传输数据。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种制冷装置集群的调控方法，其特征在于，每个制冷装置配置为对至少一服务器进行散热，所述调控方法包括：

对于每个制冷装置，采集该制冷装置对应的服务器的中央处理器CPU占有率；

根据采集的CPU占有率确定该制冷装置对应服务器的总功耗值，根据该总功耗值确定对应该制冷装置的调控方式；

根据所述调控方式对该制冷装置进行调控；

其中，对于每个制冷装置，采集该制冷装置对应的服务器占据的空间中的至少一处的温度值和/或湿度值；

根据该总功耗值确定对应该制冷装置的调控方式包括：

根据至少一温度值和/或湿度值以及该总功耗值得到对应该制冷装置的调控方式；

采集该制冷装置对应的服务器占据的空间中的至少一处的温度值和/或湿度值包括：

通过无线技术进行采集。

2.根据权利要求1所述的调控方法，其特征在于，采集该制冷装置对应的服务器的CPU占有率包括：

通过RS485接口采集该制冷装置对应的服务器的CPU占有率。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的调控方法，其特征在于，所述制冷装置为精密空调，并且，根据所述调控参数对该制冷装置进行调控包括：

根据所述调控参数对精密空调进行开启和/或关闭。

4.一种制冷装置集群的调控装置，其特征在于，每个制冷装置配置为对至少一服务器进行散热，所述调控装置包括：

占有率采集模块，对于每个制冷装置，用于采集该制冷装置对应的服务器的中央处理器CPU占有率；

确定模块，用于根据采集的CPU占有率确定该制冷装置对应服务器的总功耗值，根据该总功耗值确定对应该制冷装置的调控方式；

调控模块，用于根据所述调控方式对该制冷装置进行调控；

温度和/或湿度采集模块，对于每个制冷装置，用于采集该制冷装置对应的服务器占据的空间中的至少一处的温度值和/或湿度值；

并且，所述确定模块进一步用于根据至少一温度值和/或湿度值以及该总功耗值得到对应该制冷装置的调控方式；

所述温度和/或湿度采集模块用于通过无线技术进行采集。

5.根据权利要求4所述的调控装置，其特征在于，所述占有率采集模块用于通过RS485接口采集该制冷装置对应的服务器的CPU占有率。

6.根据权利要求4至5中任一项所述的调控装置，其特征在于，所述制冷装置为精密空调，并且，所述调控模块进一步用于根据所述调控参数对精密空调进行开启和/或关闭。