发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种机房监测系统及方法,用于解决现有技术中机房的温控监测无法有效节约空调设备和机柜的能耗的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种机房监测系统,包括:安装在机房内机柜送风口的温度感应单元;第一能耗监测单元,用于监测所述机柜的第一用电信息;第二能耗监测单元,用于监测所述机房内空调设备的第二用电信息;与所述温度感应单元、第一能耗监测单元和第二能耗监测单元均连接的控制单元,用于基于所确定的所述温度感应单元所输出的温度信息超出预设温度阈值范围,按照预设的调整机制调整所述机柜的散热装置、和/或空调设备,直至所获取的温度信息落入所述温度阈值范围内;以及用于基于调整过程中所获取的温度信息、第一用电信息和第二用电信息,更新所述调整机制。
优选地,所述第一能耗监测单元连接所述机柜向各计算机设备供电的供电线路。
优选地,所述控制单元安装在所述空调设备和/或机柜中,并与所述空调设备的水阀、和机柜中散热装置对应相连;或,所述控制单元与所述空调设备和/或机柜中的控制系统远程通信连接,其中,各所述控制系统对应控制所述空调设备的水阀和/或机柜的散热装置。
优选地,所述控制单元用于将调整过程中所获取的温度信息、第一用电信息和第二用电信息送入预设的基于线下学习所构建的控制模型进行计算,并将预设的调整机制更新为所述控制模型所输出的调整机制。
优选地,所述调整机制包括以下至少一种:调整所述空调设备中水阀的开合度的步长,直至所获取的温度信息重新落入所述温度阈值范围内;调整所述散热温度阈值的步长,直至所获取的温度信息重新落入所述温度阈值范围内;按照预设的能耗算法,计算所获取的温度信息、第一用电信息和第二用电信息所对应的各所述散热装置中水阀的开合度、和/或散热温度阈值,并按照所计算的所述水阀的开合度调整所述水阀、和/或按照所计算的散热温度阈值调整所述散热装置,直至所获取的温度信息重新落入所述温度阈值范围内;根据所获取的第一用电信息和第二用电信息,调整所述空调设备的工作时间间隔、和/或机柜中散热装置的工作时间间隔。
基于上述目的,本发明还提供一种机房监测方法,包括:获取位于机房内机柜的送风口的温度信息、所述机柜的第一用电信息、和机房内空调设备的第二用电信息;基于所确定的所述温度感应单元所输出的温度信息超出预设温度阈值范围,按照预设的调整机制调整所述机柜的散热装置、和/或空调设备,直至所获取的温度信息落入所述温度阈值范围内;基于调整过程中所获取的温度信息、第一用电信息和第二用电信息,更新所述调整机制。
优选地,所述基于调整过程中所获取的温度信息、第一用电信息和第二用电信息,更新所述调整机制的方式包括:将调整过程中所获取的温度信息、第一用电信息和第二用电信息送入预设的基于线下学习所构建的控制模型进行计算,并将预设的调整机制更新为所述控制模型所输出的调整机制。
优选地,所述调整机制中包括以下至少一种:调整所述空调设备中水阀的开合度的步长,直至所获取的温度信息重新落入所述温度阈值范围内;调整所述散热温度阈值的步长,直至所获取的温度信息重新落入所述温度阈值范围内;按照预设的能耗算法,计算所获取的温度信息、第一用电信息和第二用电信息所对应的各所述散热装置中水阀的开合度、和/或散热温度阈值,并按照所计算的所述水阀的开合度调整所述水阀、和/或按照所计算的散热温度阈值调整所述散热装置,直至所获取的温度信息重新落入所述温度阈值范围内。
如上所述,本发明的机房监测系统及方法,具有以下有益效果:通过同时监测机柜温度和第一用电信息、以及空调设备的第二用电信息,并调整机柜和空调设备,以实现降低能耗的目的,同时,由于机柜和空调设备的能耗曲线并非线性,因此,实时更新调整机制,便于以最低的能耗为机房提供最适宜的温度环境;另外,采用机器学习的方式来构建控制模型,能够更准确的适应现场环境,并提供最优选的调整机制。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图1,本发明提供一种机房监测系统。所述监测系统用于监测机房的环境对机柜运转的影响,并予以及时调整机房内的空调设备,使得机柜及机柜连接的各计算机设备在稳定的温度环境下运行。
所述监测系统包括:温度感应单元11、第一能耗监测单元12、第二能耗监测单元13和控制单元14。
所述温度感应单元11安装在机柜2的送风口处,以监测机柜2中散热装置入口温度。所述温度感应单元11实时的将感应到的送风口的温度值以模拟化的/数字化的电平信号予以输出。
所述第一能耗监测单元12用于监测所述机柜2的第一用电信息。在此,所述第一能耗监测单元12可安装在每个计算机设备的供电线路上。当一个机柜2内连接多台计算机设备时,相应的,所述监测系统需配置多个第一能耗监测单元12。优选地,所述第一能耗监测单元12安装在所述机柜2向各计算机设备供电的供电线路上。所述第一能耗监测单元12举例为IT能耗测量仪。所述第一能耗监测单元12监测并输出所述机柜2的输出电压、输出功率等所述第一用电信息。
所述第二能耗监测单元13用于监测所述机房内空调设备3的第二用电信息。
在此,所述空调设备3可以是安装在所述机房内的独立空调设备3。对应的,所述第二能耗监测单元13安装在所述空调设备3的供电线路上。所述空调设备3也可以是为多个机房提供温度控制的中央空调。对应的,所述第二能耗监测单元13可安装在空调设备3中对应所要监测的机房的出风口的供电电路上,并将所监测的输出电压、输出功率等第二用电信息发送至控制单元14。所述第二能耗监测单元13举例为空调能耗测量仪。
所述控制单元14与所述温度感应单元11、第一能耗监测单元12和第二能耗监测单元13均连接,用于基于所确定的所述温度感应单元11所输出的温度信息超出预设温度阈值范围,按照预设的调整机制调整所述机柜2的散热装置、和/或空调设备3,直至所获取的温度信息落入所述温度阈值范围内;以及用于基于调整过程中所获取的温度信息、第一用电信息和第二用电信息,更新所述调整机制。
在此,所述控制单元14可安装在所述空调设备3和/或机柜2各自的控制系统中。也可以与所述空调设备3的和/或机柜2的控制系统远程通信连接。其中,所述控制系统用于控制空调设备3中水阀的水阀开合度、和/或机柜2中散热装置的散热温度阈值。
当所述控制单元14与所述空调设备3和机柜中各自的控制系统远程通信连接时,所述控制单元14用于将调整过程中所获取的温度信息、第一用电信息和第二用电信息送入预设的基于线下学习所构建的控制模型进行计算,并将所得到的调整机制替换预设的调整机制
具体地,所述控制单元14实时监测温度信息,并当所述温度感应单元11所输出的温度信息超出预设温度阈值范围时,基于预设的调整机制调整所述空调设备3中水阀的开合度、和/或机柜2中散热装置的散热温度阈值,直至所获取的温度信息落入所述温度阈值范围内。
其中,按照国际标准,机柜2送风口处的温度在[18,27℃]范围内。故所述温度阈值范围可设置在[18,27℃]区间,优选地,可在[18,27℃]区间内选择更小的区间。所述温度阈值范围可为固定值,也可以根据调整机制在[18,27℃]区间内对应调整。
所述调整机制包括但不限于以下至少一种:1)调整所述散热温度阈值的步长,直至所获取的温度信息重新落入所述温度阈值范围内。所述散热温度阈值为单位时间内散热装置(或者叫换热装置)散热的最大温度值。所述散热温度阈值的步长是指单位时间内增加/减少散热的单位温度值。例如,所述散热温度阈值的步长为0.1℃。
2)调整所述空调设备中水阀的开合度的步长,直至所获取的温度信息重新落入所述温度阈值范围内。例如,所述控制单元14可按照预设的时间周期获取的温度信息,当所获取的温度信息未落入预设的温度阈值范围内时,按照预设的水阀开合度步长(如预设的水阀的单位旋转角度)逐步控制水阀的开合度,直至所获取的温度信息重新落入所述温度阈值范围内。接着,所述控制单元14可以进一步监测所述第一用电信息和第二用电信息,并按照所述调整机制继续调整所述空调设备3的工作时间间隔,直至所述第一用电信息和第二用电信息均落入各自的优选能耗区间内。
3)按照预设的能耗算法,计算所获取的温度信息、第一用电信息和第二用电信息所对应的各所述散热装置中水阀的开合度、和/或散热温度阈值,并按照所计算的所述水阀的开合度调整所述水阀、和/或按照所计算的散热温度阈值调整所述散热装置,直至所获取的温度信息重新落入所述温度阈值范围内。
例如,所述控制单元14内预设有对应空调能耗-机柜能耗-温度的算法。当所述控制单元14获取到温度信息超出预设温度阈值范围时,获取第一用电信息和第二用电信息,并将所获取的温度信息、第一用电信息和第二用电信息代入相应的算法中,并得到所述空调设备3中水阀的开合度、和散热装置的散热温度阈值。所述控制单元14按照所得到的水阀的开合度、和/或散热装置的散热温度阈值分别调整水阀和/或散热装置,同时调整空调设备3和机柜2的工作时间间隔,直至所获取的温度信息重新落入所述温度阈值范围内。其中,所述算法中可包含温度信息权重、第一用电信息权重和第二用电信息权重。
4)根据所获取的第一用电信息和第二用电信息,调整所述空调设备的工作时间间隔、和/或机柜中散热装置的工作时间间隔。具体地,所述控制单元14按照预设的空调能耗曲线和机柜2能耗曲线的交汇点,调整所述空调设备3的水阀和机柜2中散热装置的工作时间间隔(如调整各自的控制信号的占空比)。
所述控制单元14还用于基于调整过程中所获取的温度信息、第一用电信息和第二用电信息,更新所述调整机制。
具体地,所述控制单元14中预设有对应温度信息的第三调节权重区间、对应第一用电量信息的第一调节权重区间、对应第二用电量的第二调节权重区间。所述控制单元14在调整过程中监测所述温度信息、第一用电信息和第二用电信息的变化,按照所监测的各温度信息、第一用电信息和第二用电信息调整预设算法中对应的调节权重,以达到快速将温度信息调整在预设温度阈值范围之内的目的。
优选地,所述控制单元14将调整过程中所获取的温度信息、第一用电信息和第二用电信息送入预设的基于线下学习所构建的控制模型进行计算,并将预设的调整机制更新为所述控制模型所输出的调整机制。
在此,所述控制单元14预先建立控制模型,并进行预先利用历史获取的温度信息、第一用电信息和第二用电信息进行线下学习。所述控制单元14将调整过程中每次调整空调设备3的输入(即温度信息、第一用电信息和第二用电信息)送入所述控制模型,并得到相应的输出(即调整后的水阀的开合度、和/或调整后的散热装置的散热温度阈值)。所述控制单元14基于所获取的输出更新所述调整机制。
请参阅图2,本发明提供一种机房监测方法。所述监测方法主要由监测系统来执行。所述监测系统用于监测机房的环境对机柜运转的影响,并予以及时调整机房内的空调设备,使得机柜及机柜连接的各计算机设备在稳定的温度环境下运行。
所述监测系统包括:温度感应单元、第一能耗监测单元、第二能耗监测单元和控制单元。
所述监测系统按照如下步骤来执行。
在步骤S1中,所述监测系统获取位于机房内机柜的送风口的温度信息、所述机柜的第一用电信息、和机房内空调设备的第二用电信息。
具体地,所述温度感应单元安装在机柜的送风口处,以监测机柜中散热装置入口温度。所述温度感应单元实时的将感应到的送风口的温度值以模拟化的/数字化的电平信号予以输出。
所述第一能耗监测单元用于监测所述机柜的第一用电信息。在此,所述第一能耗监测单元可安装在每个计算机设备的供电线路上。当一个机柜内连接多台计算机设备时,相应的,所述监测系统需配置多个第一能耗监测单元。优选地,所述第一能耗监测单元安装在所述机柜向各计算机设备供电的供电线路上。所述第一能耗监测单元举例为IT能耗测量仪。所述第一能耗监测单元监测并输出所述机柜的输出电压、输出功率等所述第一用电信息。
所述第二能耗监测单元用于监测所述机房内空调设备的第二用电信息。
在此,所述空调设备可以是安装在所述机房内的独立空调设备。对应的,所述第二能耗监测单元安装在所述空调设备的供电线路上。所述空调设备也可以是为多个机房提供温度控制的中央空调。对应的,所述第二能耗监测单元可安装在空调设备中对应所要监测的机房的出风口的供电电路上,并将所监测的输出电压、输出功率等第二用电信息发送至控制单元。所述第二能耗监测单元举例为空调能耗测量仪。
在步骤S2中,所述监测系统基于所确定的所述温度感应单元所输出的温度信息超出预设温度阈值范围,按照预设的调整机制调整所述空调设备的散热装置和/或机柜的散热装置,直至所获取的温度信息落入所述温度阈值范围内。
在此,所述控制单元可安装在所述空调设备和/或机柜的控制系统中。也可以为与所述空调设备和/或机柜的控制系统远程通信连接。其中,所述控制系统用于控制空调设备中和/或机柜中散热装置的散热温度阈值和/或散热装置中的水阀开合度。
具体地,所述控制单元实时监测温度信息,并当所述温度感应单元所输出的温度信息超出预设温度阈值范围时,基于预设的调整机制调整所述空调设备和/或机柜中散热装置中水阀的开合度、和/或散热温度阈值,直至所获取的温度信息落入所述温度阈值范围内。
其中,按照国际标准,机柜送风口处的温度在[18,27℃]范围内。故所述温度阈值范围可设置在[18,27℃]区间,优选地,可选择在[18,27℃]区间内选择更小的区间。所述温度阈值范围可为固定值,也可以根据调整机制在[18,27℃]区间内对应调整。
所述调整机制包括但不限于以下至少一种:1)调整所述散热温度阈值的步长,直至所获取的温度信息重新落入所述温度阈值范围内。所述散热温度阈值为单位时间内散热装置(或者叫换热装置)散热的最大温度值。所述散热温度阈值的步长是指单位时间内增加/减少散热的单位温度值。例如,所述散热温度阈值的步长为0.1℃。
2)调整所述空调设备中水阀的开合度的步长,直至所获取的温度信息重新落入所述温度阈值范围内。
例如,所述控制单元可按照预设的时间周期获取的温度信息,当所获取的温度信息未落入预设的温度阈值范围内时,按照预设的水阀开合度步长(如预设的水阀的单位旋转角度)逐步控制水阀的开合度,直至所获取的温度信息重新落入所述温度阈值范围内。接着,所述控制单元可以进一步监测所述第一用电信息和第二用电信息,并按照所述调整机制继续调整所述空调设备和机柜中散热装置的工作时间间隔,直至所述第一用电信息和第二用电信息均落入各自的优选能耗区间内。
3)按照预设的能耗算法,计算所获取的温度信息、第一用电信息和第二用电信息所对应的各所述散热装置中水阀的开合度、和/或散热温度阈值,并按照所计算的所述水阀的开合度调整所述水阀、和/或按照所计算的散热温度阈值调整所述散热装置,直至所获取的温度信息重新落入所述温度阈值范围内。
例如,所述控制单元内预设有对应空调能耗-机柜能耗-温度的算法。当所述控制单元获取到温度信息超出预设温度阈值范围时,获取第一用电信息和第二用电信息,并将所获取的温度信息、第一用电信息和第二用电信息代入相应的算法中,并得到所述空调设备中水阀的开合度、和/或散热装置的散热温度阈值。所述控制单元按照所得到的水阀的开合度、和散热装置的散热温度阈值分别调整水阀和/或散热装置,同时调整空调设备和机柜的工作时间间隔,直至所获取的温度信息重新落入所述温度阈值范围内。其中,所述算法中可包含对应温度信息的第三调节权重、对应第一用电信息的第一调节权重和对应第二用电信息的第二调节权重。
4)根据所获取的第一用电信息和第二用电信息,调整所述空调设备的工作时间间隔、和/或机柜中散热装置的工作时间间隔。具体地,所述控制单元按照预设的空调能耗曲线和机柜能耗曲线的交汇点,调整所述空调设备的水阀和机柜中散热装置的工作时间间隔(如调整各自的控制信号的占空比)。
在步骤S3中,所述监测系统基于调整过程中所获取的温度信息、第一用电信息和第二用电信息,更新所述调整机制。
具体地,所述控制单元中预设有对应温度信息的第三调节权重区间、对应第一用电量信息的第一调节权重区间、对应第二用电量的第二调节权重区间。所述控制单元在调整过程中监测所述温度信息、第一用电信息和第二用电信息的变化,按照所监测的各温度信息、第一用电信息和第二用电信息调整预设算法中对应的调节权重,以达到快速将温度信息调整在预设温度阈值范围之内的目的。
优选地,所述控制单元将调整过程中所获取的温度信息、第一用电信息和第二用电信息送入预设的基于线下学习所构建的控制模型进行计算,并将预设的调整机制更新为所述控制模型所输出的调整机制。
在此,所述控制单元预先建立控制模型,并进行预先利用历史获取的温度信息、第一用电信息和第二用电信息进行线下学习。所述控制单元将调整过程中每次调整空调设备的输入(即温度信息、第一用电信息和第二用电信息)送入所述控制模型,并得到相应的输出(即调整后的水阀的开合度、和/或调整后的散热装置的散热温度阈值)。所述控制单元基于所获取的输出更新所述调整机制。
综上所述,本发明,通过同时监测机柜温度和第一用电信息、以及空调设备的第二用电信息,并调整机柜和空调设备,以实现降低能耗的目的,同时,由于机柜和空调设备的能耗曲线并非线性,因此,实时更新调整机制,便于以最低的能耗为机房提供最适宜的温度环境;另外,采用机器学习的方式来构建控制模型,能够更准确的适应现场环境,并提供最优选的调整机制。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。