CN104154632A - 一种机房精密空调系统集中控制方法 - Google Patents

Abstract

一种机房精密空调系统集中控制方法。其包括：步骤1)实时监测室内温度和湿度，一旦温度或者湿度超过上下限，则采用数学模型开启一台精密空调；步骤2)经过几个时间周期后，再次监测温度和湿度，如果温湿度达到关停范围，则关闭全部精密空调；如果温湿度没有达到关停范围，则再采用数学模型开启一台精密空调；步骤3)重复步骤2)，直到温湿度达到关停范围。本发明能在保证机房安全稳定运行的前提下，减少单台空调的启停次数，延长空调系统使用寿命，降低机房维护成本，具有较强的经济价值。

Description

一种机房精密空调系统集中控制方法

技术领域

本发明属于空调系统集中控制技术领域，特别是涉及一种机房精密空调系统集中控制方法。

背景技术

一般机房内都会配置精密空调，用于保持机房内恒定的温度和湿度，现在精密空调的启停规律为：一旦检测到周围温度或湿度超过合理范围立即启动，周围温度或湿度达到关停范围立即关闭。这样做的缺点是多台精密空调之间缺乏统一的控制系统，从而导致单台空调频繁启停。由于空调的寿命是按照压缩机的启动次数来计算的，启动一次，电流就要冲击一次，寿命就减少一次，因此，精密空调的寿命与启停次数直接相关，频繁启停必然会造成精密空调寿命缩短，从而增加了机房维护成本。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种机房精密空调系统集中控制方法。

为了达到上述目的，本发明提供的机房精密空调系统集中控制方法包括如下步骤：

步骤1)实时监测室内温度和湿度，一旦温度或者湿度超过上下限，则采用数学模型开启一台精密空调；

步骤2)经过几个时间周期后，再次监测温度和湿度，如果温湿度达到关停范围，则关闭全部精密空调；如果温湿度没有达到关停范围，则再采用数学模型开启一台精密空调；

步骤3)重复步骤2)，直到温湿度达到关停范围。

在步骤1)、步骤2)中，所述的采用数学模型开启一台精密空调的方法为：

步骤1.1)采用寿命与开启次数的数学模型，从待投入使用的精密空调之中优选出一台目标空调；

步骤1.2)将目标空调投入运行。

在步骤1.1)中，所述的优选出一台目标空调的具体方法为：

步骤1.1.1)求出每一台精密空调的已消耗寿命：利用寿命与开启次数的数学模型，确定每一台精密空调的已消耗寿命；

步骤1.1.2)选择目标空调：选择已消耗寿命最短的一台精密空调作为目标空调。

在步骤1.1.1)中，所述的精密空调寿命与开启次数的数学模型为：若认为精密空调使用寿命为1，则精密空调已消耗寿命D可表示为：

$D=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{n}{N}$

其中，n表示精密空调已开启次数，N是整个寿命周期内精密空调可启动次数。

在步骤1.1.2)中，所述的选择目标空调的具体方法如下：采用数学模型的目标函数进行选择，数学模型的目标函数为：

$\left\{\begin{array}{c}{D}_K=\min (D_1,D_2,......,D_k)\\ \mathrm{Number}=K\end{array}\right.,$

式中，1,2,……,k为可开启的精密空调编号，D_K为可开启的精密空调中最短的已使用寿命，K为已使用寿命为最短的精密空调编号，Number为选出的精密空调编号。

本发明提供的精密空调系统集中控制方法是在室内温度分布均匀、空调摆放在机房的同一侧且间隔一致、单台空调具备使室内温湿度下降到合理范围能力的前提下，针对同一机房范围内的多台精密空调系统，建立单台空调开启次数与使用寿命之间的数学关系，以空调系统使用寿命最长为目标，提出一种有效延长空调系统使用寿命的控制方法。本发明能在保证机房安全稳定运行的前提下，减少单台空调的启停次数，延长空调系统使用寿命，降低机房维护成本，具有较强的经济价值。

附图说明

图1为机房设备和精密空调摆放位置图。

图2为单台精密空调动态过程图。

图3为本发明提供的机房精密空调系统集中控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的机房精密空调系统集中控制方法进行详细说明。

本发明假设室内温度分布均匀，空调摆放在机房的同一侧且间隔一致，单台空调具备使室内温湿度下降到合理范围的能力。机房设备和空调摆放位置如图1所示。

精密空调的基本动态过程如图2所示，室内温度(湿度)在一定的温度(湿度)设置值附近上下波动，一旦温度(湿度)超出上下边界，则精密空调启动；空调启动后，一旦温度(湿度)达到相应的关停边界，则精密空调关闭。图2以温度过高为例，温度下降过程对应功率的消耗，即精密空调调节以降低室内温度。温度上升意味着设备关闭，温度上升是由于室内设备散热所致，为了避免精密空调频繁启停，定义了较为宽泛的关停边界，即如果室内温度高，则对应关停边界为关停下边界；如果室内温度低，对应关停边界为关停上边界。如图2所示，t₁-t₂及t₃-t₄时间段精密空调处于开启状态。

图3为本发明提供的机房精密空调系统集中控制方法流程图，其具体步骤如下：

步骤1)实时监测室内温度和湿度，一旦温度或者湿度超过上下限，则采用数学模型开启一台精密空调；

步骤2)经过几个时间周期后，再次监测温度和湿度，如果温湿度达到关停范围，则关闭全部精密空调；如果温湿度没有达到关停范围，则再采用数学模型开启一台精密空调；

步骤3)重复步骤2)，直到温湿度达到关停范围。

在步骤1)、步骤2)中，所述的采用数学模型开启一台精密空调的方法为：

步骤1.1)采用寿命与开启次数的数学模型，从待投入使用的精密空调之中优选出一台目标空调；

步骤1.2)将目标空调投入运行。

在步骤1.1)中，所述的优选的具体方法为：

步骤1.1.1)求出每一台精密空调的已消耗寿命：利用寿命与开启次数的数学模型，确定每一台精密空调的已消耗寿命；

步骤1.1.2)选择目标空调：选择已消耗寿命最短的一台精密空调作为目标空调。

在步骤1.1.1)中，所述的精密空调已使用寿命与开启次数的数学模型为：若认为精密空调使用寿命为1，则精密空调已消耗寿命D可表示为：

$D=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{n}{N}$

其中，n表示精密空调已开启次数，N是整个寿命周期内精密空调可启动次数(即空调压缩机可启动次数)。

在步骤1.1.2)中，所述的选择目标空调的具体方法如下：采用数学模型的目标函数进行选择，数学模型的目标函数为：

$\left\{\begin{array}{c}{D}_K=\min (D_1,D_2,......,D_k)\\ \mathrm{Number}=K\end{array}\right.,$

式中，1,2,……,k为可开启的精密空调编号，D_K为可开启的精密空调中最短的已使用寿命，K为已使用寿命为最短的精密空调编号，Number为选出的精密空调编号。

该数学问题是一个离散变量的线性规划问题，可采用优先队列法进行求解。

本发明提供的机房精密空调系统集中控制方法充分解决了一个机房中单台精密空调频繁启停的问题，延长了精密空调的使用寿命；其特点主要体现在以下几个方面：

(1)利用优先队列法对一个机房内的多台精密空调进行集中控制，根据每台精密空调的状态进行统一决策，避免单台精密空调频繁开启。

(2)集中控制系统制定了精密空调的关停策略，保证了机房温湿度维持在合理范围的前提下，精密空调的及时关停,节约了能源。

Claims (5)

1.一种机房精密空调系统集中控制方法，其特征在于：所述的机房精密空调系统集中控制方法包括如下步骤：

步骤1)实时监测室内温度和湿度，一旦温度或者湿度超过上下限，则采用数学模型开启一台精密空调；

步骤2)经过几个时间周期后，再次监测温度和湿度，如果温湿度达到关停范围，则关闭全部精密空调；如果温湿度没有达到关停范围，则再采用数学模型开启一台精密空调；

步骤3)重复步骤2)，直到温湿度达到关停范围。

2.根据权利要求1所述的机房精密空调系统集中控制方法，其特征在于：在步骤1)、步骤2)中，所述的采用数学模型开启一台精密空调的方法为：

步骤1.1)采用寿命与开启次数的数学模型，从待投入使用的精密空调之中优选出一台目标空调；

步骤1.2)将目标空调投入运行。

3.根据权利要求2所述的机房精密空调系统集中控制方法，其特征在于：在步骤1.1)中，所述的优选出一台目标空调的具体方法为：

步骤1.1.1)求出每一台精密空调的已消耗寿命：利用寿命与开启次数的数学模型，确定每一台精密空调的已消耗寿命；

步骤1.1.2)选择目标空调：选择已消耗寿命最短的一台精密空调作为目标空调。

4.根据权利要求3所述的机房精密空调系统集中控制方法，其特征在于：在步骤1.1.1)中，所述的精密空调寿命与开启次数的数学模型为：若认为精密空调使用寿命为1，则精密空调已消耗寿命D可表示为：

$D=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{n}{N}$

其中，n表示精密空调已开启次数，N是整个寿命周期内精密空调可启动次数。

5.根据权利要求3所述的机房精密空调系统集中控制方法，其特征在于：在步骤1.1.2)中，所述的选择目标空调的具体方法如下：采用数学模型的目标函数进行选择，数学模型的目标函数为：

$\left\{\begin{array}{c}{D}_K=\min (D_1,D_2,......,D_k)\\ \mathrm{Number}=K\end{array}\right.,$

式中，1,2,……,k为可开启的精密空调编号，D_K为可开启的精密空调中最短的已使用寿命，K为已使用寿命为最短的精密空调编号，Number为选出的精密空调编号。