CN103995522A - 一种一体化设计的模块化数据中心系统及能耗调控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一体化设计的模块化数据中心系统及能耗调控方法，属于数据中心能耗调控技术领域，一种一体化设计的模块化数据中心系统，其结构包括统一监控平台、IT设备、空调设备、供电设备；通过统一监控平台连接监控IT设备、空调设备、供电设备；建立空调设备和IT设备之间闭环式调控的通信链路；建立供电设备和IT设备之间闭环式调控的通信链路。针对一种一体化设计的模块化数据中心系统进行能耗调控。本发明的一种一体化设计的模块化数据中心系统及能耗调控方法，将IT设备、空调设备、供电设备一体化设计，保证了空调设备、供电设备和IT设备的密切结合。
Description
技术领域
本发明涉及一种数据中心能耗调控技术领域，具体地说是一种一体化设计的模块化数据中心系统及能耗调控方法。
背景技术
数据中心是一整套复杂的设施。它不仅仅包括计算机系统和其它与之配套的设备（例如通信和存储系统），还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置。
随着计算机技术的发展和计算机应用的普及扩大，服务器的数量快速的增长，因此服务器能耗问题越来越突出，据统计2012年中国数据中心的耗能占到了全国发电量的2%，相当于三峡水电站的同期年发电量。
传统的数据中心都是IT设备、空调设备、供电设备分离设计，虽然在一定程度上实现了几个系统之间的解耦合设计，但是由于各个系统之间没有信息的互通，没有根据实际需求进行联动控制，供电设备、空调设备不关注IT设备的实现需求，单向的提供制冷能力和供电。因此在空调设备和供电设备的设计方面，只能按照做大的额定指标设计和运行，不能根据实际IT设备的需求动态进行调整。因此不管是空调设备还是供电系统使用效率都比较低，在一定程度上造成散热能力的过提供，造成设备成本、运营成本的浪费。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种将IT设备、空调设备、供电设备一体化设计，保证了空调设备、供电设备和IT设备的密切结合的一种一体化设计的模块化数据中心系统及能耗调控方法。
本发明的技术任务是按以下方式实现的：
一种一体化设计的模块化数据中心系统，包括统一监控平台、IT设备、空调设备、供电设备；通过统一监控平台连接监控IT设备、空调设备、供电设备；建立空调设备和IT设备之间闭环式调控的通信链路；建立供电设备和IT设备之间闭环式调控的通信链路。
IT设备包括设备控制单元、温度信息监控芯片、温度传感器、供电状态检测单元，设备控制单元连接控制温度信息监控芯片、供电状态检测单元，温度信息监控芯片连接温度传感器；
空调设备包括空调控制单元、温度采集单元、制冷调控电路，控制单元连接控制温度采集单元、制冷调控电路；
供电设备包括UPS、供电设备，UPS连接供电设备；
统一监控平台分别连接监控设备控制单元、空调控制单元、UPS；
IT设备的温度信息监控芯片与空调设备的温度采集单元连接，IT设备的供电状态检测单元与供电设备的UPS连接。
IT设备的温度传感器包括CPU温度传感器、入风口温度传感器及其他IT设备部件温度传感器。
IT设备的供电状态检测单元连接能耗峰值设置单元，能耗峰值设置单元连接IT设备部件。
供电设备包括市电、电池组、发电机备电设备，市电、电池组、发电机备电设备分别连接至UPS给其供电。
一种一体化设计的模块化数据中心系统的能耗调控方法，针对上述的任意一项的一种一体化设计的模块化数据中心系统进行能耗调控，步骤为：
（1）、建立空调设备和IT设备之间的通信链路；
（2）、IT设备的温度信息监控芯片将温度传感器检测到的温度信息传递给空调设备的温度采集单元；
（3）、统一监控平台根据设备控制单元提供的IT设备的温度信息以及空调控制单元提供的空调设备的风机制冷信息；通过空调控制单元及制冷调控电路对空调设备实施策略性制冷调控；
（4）、建立供电设备和IT设备之间的通信链路；
（5）、供电设备的UPS将供电状态信息传递给IT设备的供电状态检测单元；
（6）、统一监控平台根据UPS提供的供电状态信息以及设备控制模块提供的IT设备部件的能耗信息；调控能耗峰值设置策略，通过能耗峰值设置单元对IT设备部件能耗状态调控。
IT设备的温度信息包括IT设备部件的实际运行温度参数、散热需求参数；对空调设备实施策略性制冷调控包括调整冷水流量、风机转速、风机的开启数量。
供电设备的供电状态信息包括市电的在线状态信息、供电设备的实时利用率、供电设备的实时转换效率。
当供电设备出现市电缺失的情况时，将此供电状态信息传递到IT设备，IT设备可以采取功耗限制的能耗峰值设置策略，强制IT设备部件工作在低功耗状态，在维持业务运转不停止服务的前提下，减少对电池组或发电机备份设备供电来源的需求，从而延长续航的时间，提高数据中心的整体服务延续时间。
在保证相同持续时间的情况下，减小电池组的配置容量，降低数据中心供电设备的建设成本，提高客户感受度。
UPS(Uninterruptible Power System )，即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。
本发明的一种一体化设计的模块化数据中心系统及能耗调控方法具有以下优点：
1、通过采用空调设备和IT设备的一体化设计方式，将IT设备部件的实际运行温度参数，散热需求等参数传递到空调设备，空调设备以此作为输入参数，动态的调整运行参数，比如冷水流量、风机转速、风机的开启数量等，提高了制冷效率，优化空调设备的能耗；
2、通过采用供电设备和IT设备的一体化设计方式，将供电设备的状态信息和IT设备联动控制，包括市电的在线状态、供电设备的实时利用率/转换效率等，从而提供供电设备的使用效率，在异常情况上提升供电的持续性和可靠性；
3、通过供电设备、空调设备、IT设备的一体化设计，形成整体设计的模块化数据中心，保证使用效率及可靠性的同时，实现了可复制性和可升级性，可以根据数据中心使用方式灵活的调整策略；
4、可以实现IT设备、动力设备、制冷设备之间的联动设计，通过相互之间的信息，实现动态的策略调整，从而依据IT设备的实际需求提供动力和制冷，实现闭环式数据中心架构设计；
5、可以基于IT设备的能耗限值的策略设置，在市电停供时，实施IT设备的能耗限值，延长电池组的续航时间，或是在相同续航的时间下，减小电池组的配置容量，降低成本。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
附图1为一种一体化设计的模块化数据中心系统的结构框图。
具体实施方式
参照说明书附图和具体实施例对本发明的一种一体化设计的模块化数据中心系统及能耗调控方法作以下详细地说明。
实施例1：
本发明的一种一体化设计的模块化数据中心系统, 其结构包括统一监控平台、IT设备、空调设备、供电设备；通过统一监控平台连接监控IT设备、空调设备、供电设备；建立空调设备和IT设备之间闭环式调控的通信链路；建立供电设备和IT设备之间闭环式调控的通信链路。
实施例2：
本发明的一种一体化设计的模块化数据中心系统, 其结构包括统一监控平台、IT设备、空调设备、供电设备；通过统一监控平台连接监控IT设备、空调设备、供电设备；建立空调设备和IT设备之间闭环式调控的通信链路；建立供电设备和IT设备之间闭环式调控的通信链路。
IT设备包括设备控制单元、温度信息监控芯片、温度传感器、供电状态检测单元，设备控制单元连接控制温度信息监控芯片、供电状态检测单元，温度信息监控芯片连接温度传感器；
空调设备包括空调控制单元、温度采集单元、制冷调控电路，控制单元连接控制温度采集单元、制冷调控电路；
供电设备包括UPS、供电设备，UPS连接供电设备；
统一监控平台分别连接监控设备控制单元、空调控制单元、UPS；
IT设备的温度信息监控芯片与空调设备的温度采集单元连接，IT设备的供电状态检测单元与供电设备的UPS连接。
实施例3：
本发明的一种一体化设计的模块化数据中心系统, 其结构包括统一监控平台、IT设备、空调设备、供电设备；通过统一监控平台连接监控IT设备、空调设备、供电设备；建立空调设备和IT设备之间闭环式调控的通信链路；建立供电设备和IT设备之间闭环式调控的通信链路。
IT设备包括设备控制单元、温度信息监控芯片、温度传感器、供电状态检测单元，设备控制单元连接控制温度信息监控芯片、供电状态检测单元，温度信息监控芯片连接温度传感器；
空调设备包括空调控制单元、温度采集单元、制冷调控电路，控制单元连接控制温度采集单元、制冷调控电路；
供电设备包括UPS、供电设备，UPS连接供电设备；
统一监控平台分别连接监控设备控制单元、空调控制单元、UPS；
IT设备的温度信息监控芯片与空调设备的温度采集单元连接，IT设备的供电状态检测单元与供电设备的UPS连接。
IT设备的温度传感器包括CPU温度传感器、入风口温度传感器及其他IT设备部件温度传感器。
IT设备的供电状态检测单元连接能耗峰值设置单元，能耗峰值设置单元连接IT设备部件。
供电设备包括市电、电池组、发电机备电设备，市电、电池组、发电机备电设备分别连接至UPS给其供电。
实施例4：
本发明的一种一体化设计的模块化数据中心系统的能耗调控方法，针对权利要求书中的任意一项的一种一体化设计的模块化数据中心系统进行能耗调控，步骤为：
（1）、建立空调设备和IT设备之间的通信链路；
（2）、IT设备的温度信息监控芯片将温度传感器检测到的温度信息传递给空调设备的温度采集单元；
（3）、统一监控平台根据设备控制单元提供的IT设备的温度信息以及空调控制单元提供的空调设备的风机制冷信息；通过空调控制单元及制冷调控电路对空调设备实施策略性制冷调控；
（4）、建立供电设备和IT设备之间的通信链路；
（5）、供电设备的UPS将供电状态信息传递给IT设备的供电状态检测单元；
（6）、统一监控平台根据UPS提供的供电状态信息以及设备控制模块提供的IT设备部件的能耗信息；调控能耗峰值设置策略，通过能耗峰值设置单元对IT设备部件能耗状态调控。
实施例5：
本发明的一种一体化设计的模块化数据中心系统的能耗调控方法，针对权利要求书中的任意一项的一种一体化设计的模块化数据中心系统进行能耗调控，步骤为：
（1）、建立空调设备和IT设备之间的通信链路；
（2）、IT设备的温度信息监控芯片将温度传感器检测到的温度信息传递给空调设备的温度采集单元；
（3）、统一监控平台根据设备控制单元提供的IT设备的温度信息以及空调控制单元提供的空调设备的风机制冷信息；通过空调控制单元及制冷调控电路对空调设备实施策略性制冷调控；
（4）、建立供电设备和IT设备之间的通信链路；
（5）、供电设备的UPS将供电状态信息传递给IT设备的供电状态检测单元；
（6）、统一监控平台根据UPS提供的供电状态信息以及设备控制模块提供的IT设备部件的能耗信息；调控能耗峰值设置策略，通过能耗峰值设置单元对IT设备部件能耗状态调控。
IT设备的温度信息包括IT设备部件的实际运行温度参数、散热需求参数；对空调设备实施策略性制冷调控包括调整冷水流量、风机转速、风机的开启数量。
供电设备的供电状态信息包括市电的在线状态信息、供电设备的实时利用率、供电设备的实时转换效率。
通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的 5种具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。
Claims (8)
1.一种一体化设计的模块化数据中心系统，其特征在于包括统一监控平台、IT设备、空调设备、供电设备；通过统一监控平台连接监控IT设备、空调设备、供电设备；建立空调设备和IT设备之间闭环式调控的通信链路；建立供电设备和IT设备之间闭环式调控的通信链路。
2.根据权利要求1所述的一种一体化设计的模块化数据中心系统，其特征在于IT设备包括设备控制单元、温度信息监控芯片、温度传感器、供电状态检测单元，设备控制单元连接控制温度信息监控芯片、供电状态检测单元，温度信息监控芯片连接温度传感器；
空调设备包括空调控制单元、温度采集单元、制冷调控电路，控制单元连接控制温度采集单元、制冷调控电路；
供电设备包括UPS、供电设备，UPS连接供电设备；
统一监控平台分别连接监控设备控制单元、空调控制单元、UPS；
IT设备的温度信息监控芯片与空调设备的温度采集单元连接，IT设备的供电状态检测单元与供电设备的UPS连接。
3.根据权利要求2所述的一种一体化设计的模块化数据中心系统，其特征在于IT设备的温度传感器包括CPU温度传感器、入风口温度传感器及其他IT设备部件温度传感器。
4.根据权利要求2所述的一种一体化设计的模块化数据中心系统，其特征在于IT设备的供电状态检测单元连接能耗峰值设置单元，能耗峰值设置单元连接IT设备部件。
5.根据权利要求2所述的一种一体化设计的模块化数据中心系统，其特征在于供电设备包括市电、电池组、发电机备电设备，市电、电池组、发电机备电设备分别连接至UPS给其供电。
6.一种一体化设计的模块化数据中心系统的能耗调控方法，其特征在于针对权利要求1至5中的任意一项的一种一体化设计的模块化数据中心系统进行能耗调控，步骤为：
（1）、建立空调设备和IT设备之间的通信链路；
（2）、IT设备的温度信息监控芯片将温度传感器检测到的温度信息传递给空调设备的温度采集单元；
（3）、统一监控平台根据设备控制单元提供的IT设备的温度信息以及空调控制单元提供的空调设备的风机制冷信息；通过空调控制单元及制冷调控电路对空调设备实施策略性制冷调控；
（4）、建立供电设备和IT设备之间的通信链路；
（5）、供电设备的UPS将供电状态信息传递给IT设备的供电状态检测单元；
（6）、统一监控平台根据UPS提供的供电状态信息以及设备控制模块提供的IT设备部件的能耗信息；调控能耗峰值设置策略，通过能耗峰值设置单元对IT设备部件能耗状态调控。
7.根据权利要求6所述的一种一体化设计的模块化数据中心系统的能耗调控方法，其特征在于IT设备的温度信息包括IT设备部件的实际运行温度参数、散热需求参数；对空调设备实施策略性制冷调控包括调整冷水流量、风机转速、风机的开启数量。
8.根据权利要求6所述的一种一体化设计的模块化数据中心系统的能耗调控方法，其特征在于供电设备的供电状态信息包括市电的在线状态信息、供电设备的实时利用率、供电设备的实时转换效率。
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