CN105532081A - 管理通过自适应通风瓦的气流分布 - Google Patents

Abstract

在实现中，一种用于管理通过多个自适应通风瓦的气流分布的方法包括访问使环境条件与多个自适应通风瓦的设置布置和多个流体移动设备的操作设置相关的模型。方法还包括通过模型的实现，计算导致服从一组约束的大幅优化的度量的多个自适应通风瓦的设置布置，其中多个自适应通风瓦的设置布置包括其中相应自适应通风瓦组中的自适应通风瓦具有关于彼此的基本上统一的开口水平的布置。

Description

管理通过自适应通风瓦的气流分布

背景技术

数据中心典型地包括诸如计算机房空气调节(CRAC)单元之类的被布置成向布置在成排机架中的多个服务器供应冷却气流的多个冷却单元。冷却气流通常通过分布在活动地板上的多个位置处的通风瓦来供应。更具体地，冷却单元将冷却气流供应到形成在活动地板下方的压力通风口中并且冷却气流通过通风瓦供应到服务器。

冷却单元典型地操作成基本上确保服务器中的温度维持在预确定的温度范围内。也就是说，为了很大程度上防止服务器达到服务器低效操作或对服务器有害的温度水平，冷却单元典型地操作成以比将服务器维持在预确定的温度范围内所必要的更低的温度和/或更高的体积流率供应冷却气流。冷却资源的这种过度供给是低效的，增加数据中心的操作成本，并且缩短冷却单元的寿命跨度。

附图说明

本公开的特征通过示例的方式来说明并且在以下的(多个)附图中不受限制，其中相同的标号指示相同的元件，其中：

图1图示了根据本公开的示例的区域段(在该实例中，数据中心)的简化框图；

图2示出了根据本公开的示例的用于管理区域中的气流分布和供给的系统的框图；

图3图示了根据本公开的示例的用于管理通过自适应通风瓦的气流分布的方法的流程图；

图4描绘了根据本公开的示例的实现管理气流供给中的模型的方法的流程图；以及

图5图示了根据本公开的示例的实现图3和4中描绘的方法的计算设备的框图。

具体实施方式

出于简化和说明的目的，通过主要参考其示例来描述本公开。在以下描述中，阐述大量特定细节以便提供本公开的透彻理解。然而，将容易清楚的是，可以在没有对这些特定细节的限制的情况下实践本公开。在其它实例中，尚未详细描述一些方法和结构以免不必要地使本公开模糊。

如本文所使用的，术语“包括”意味着包括但不限于，术语“包含”意味着包含但不限于。术语“基于”意味着至少部分地基于。此外，变量“l”、“m”、“n”和“o”意图指代等于或大于1的整数并且可以指代关于彼此不同的值。如本文所使用的自适应通风瓦(或AVT)的术语“设置布置”关于AVT组的设置，即开口水平。因此，AVT的设置布置标识AVT的分组以及每一个分组中的AVT的开口水平二者。

本文所公开的是用于管理通过多个AVT的气流分布和供给的示例方法和装置。在一个示例中，气流分布通过导致服从一组约束的大幅优化的度量的区域中的多个AVT的设置(例如开口水平)的确定来管理。特别地，通过模型的实现，可以(例如通过受约束度量优化问题的计算)做出关于AVT的哪个设置布置导致如所确定的大幅优化的度量的确定。度量可以包括可以写作AVT和流体移动设备(FMD)致动的函数的度量，诸如冷却成本、碳排放、可持续性等中的任一个。作为特定示例，本文所公开的示例方法和装置管理通过AVT的气流分布以大幅最小化冷却成本。在另一示例中，管理通过AVT的气流分布以大幅最小化碳排放和/或最大化可持续性。

根据示例，将AVT分组成其中第一组中的AVT的开口水平关于彼此基本上是统一的，第二组中的AVT的开口水平关于彼此基本上是统一的等等的多个组。作为特定示例，根据其中定位自适应通风瓦的冷通道来将AVT分组在一起。也就是说，将公共冷通道中的AVT分组在一起。在一方面，通过将特定组中的AVT的开口水平设置成关于彼此基本上相同，导致大幅优化的度量的AVT的设置布置的确定可以以相比于在不将AVT分组成多个组的情况下做出该确定而言相对不太计算密集的方式确定。此外，或可替换地，冷通道可以通过使用诸如帘幕、墙壁、门等之类的屏障基本上与热通道(即不包含AVT的通道)分离，这可以进一步增强气流分布的管理以大幅优化度量。

根据示例，可以以两步优化方式执行气流分布和供给的管理。第一步骤可以包括AVT的设置布置的确定并且第二步骤可以包括多个FMD的操作设置(例如供应空气温度和气流的体积流率)的确定。在该示例中，大幅优化度量的FMD的操作设置可以在将AVT维持在第一步骤中确定的设置布置处的同时确定。此外，相比于流体移动设备的操作设置，可以不太频繁地确定AVT的设置布置。根据特定示例，可以将FMD的操作设置确定为冷却资源供给的动态优化的部分，例如作为区域改变中的热学条件。在该示例中，可以将AVT的设置布置确定为区域改变中的其它条件，诸如当添加新的FMD或者移动或移除现有FMD、安装新的AVT、添加新的机架或者移动或移除现有机架等时。

通过本文所公开的示例方法和装置的实现，可以以大幅优化与将热耗散体维持在所期望的温度范围内相关联的度量的方式管理气流分布和供给。可替换地，不同度量可以分别用于确定AVT设置的第一操作和确定FMD设置的第二操作，使得与将热耗散体维持在所期望的温度范围内相关联的多个度量可以被大幅优化。此外，可以以相对计算高效的方式管理气流分布和供给，同时仍使得能够实现基本上实时的检测和热学异常或低效气流状态的处置。

首先参考图1，示出区域段(在该实例中，数据中心100)的简化透视图，其中可以实现根据示例的用于管理气流分布和供给的方法和装置。尽管已经将该区域描绘为包括单个房间数据中心100，但是应当清楚理解的是，区域可以包括其它环境，诸如建筑物中的多个房间、单个非数据中心房间、多个建筑物等。此外，尽管在本文中对到多个机架和电子设备的气流分布和供给做出特定参考，但是应当理解的是，气流可以分布和供给到其它类型的热耗散体，诸如人员、未容纳在机架中的电子装备、电视等。

将数据中心100描绘为具有多个机架102a-102n、多个流体移动设备(FMD)114a-114b(数据中心100可以包括任何数目的FMD114a-114l)和多个传感器120a-120o。将机架102a-102n描绘为定位在活动地板110上并且描绘为容纳电子设备116。电子设备116包括例如计算机、服务器、刀片式服务器、盘驱动器、显示器等。如图1中所示，诸如冷却气流之类的气流通过地板110中的AVT118a-118m传递到机架102a-102n。尽管未示出，但是非自适应通风瓦也可以定位在地板110中。FMD114a-114l一般操作成将气流供应到活动地板110下方的空间112中并且冷却返回到FMD114a-114l中的经加热的气流(由箭头124指示)，使得气流在数据中心100内循环。在其它示例中，FMD114a-114l可以将气流供应到形成在房间的墙壁和/或天花板中的空间并且AVT118a-118m可以定位在墙壁和/或天花板上。

在任何方面，FMD114a-114l可以包括例如具有用于控制由FMD114-114l供应的经冷却气流的温度(例如冷水阀)和体积流率(例如变频驱动器(VFD))的致动器的空气调节(AC)单元。在其它示例中，FMD114a-114l包括具有控制由FMD114a-114l供应的经加热的气流的温度和体积流率的致动器的加热器。

AVT118a-118m包括可以单独可调但是出于如本文更加详细讨论的操作策略目的而可以成组调节的自动可调通风瓦。可替换地，在图1中所示的AVT118a-118m中的至少一个可以替代性地包括手动可调通风瓦，例如非自适应通风瓦。在任何方面，AVT118a-118m可以调节成使通过AVT118a-118m供应的气流(由箭头125指代)的体积流率变化。当AVT118a-118m包括自动可调通风瓦时，提供致动器(例如马达、风扇等)以使AVT118a-118m的操作设置变化。此外，AVT118a-118m中的每一个还可以包括AVT118a-118m通过其可以从控制器130接收指令信号的接口。AVT118a-118m的操作设置可以包括可以用于使气流的体积流率变化的AVT118a-118m的开口水平，并且在一些实例中，局部风扇的速度水平被用于使通过AVT118a-118m的气流的流率变化。AVT118a-118m可以具有许多不同的合适配置并且因此不受限于任何特定类型的自适应通风瓦。

如同样在图1中所示，将AVT118a-118m描绘为布置在由成排机架102a-102n形成的一些通道中，同时其它通道不包含任何AVT118a-118m。在本公开中，将包含AVT118a-118m的通道126定义为冷通道并且将来自电子设备116的经加热的气流流动到其中的通道128定义为热通道。还可以以各种方式定义通道126,128。例如，可以将冷通道126或热通道128定义为在诸如走道之类的间隙之间、在机架102a-102n的相邻排之间延伸的通道。在该示例中，冷通道126和热通道128可以形成在通过走道分离的机架102a-102n的排之间。作为另一示例，可以将冷通道126或热通道128定义为在数据中心100中的一对相对墙壁之间延伸的通道，而不管定位在机架102a-102n的排之间的任何走道，以及通道在其间的任何长度。尽管未示出，冷通道126可以通过使用诸如帘幕、门、墙壁等之类、例如定位成邻近于机架102a-102n的排的端部和/或在通道上方的屏障进一步从热通道128分离。根据示例，屏障可以用于相应包含的环境，其中冷通道126除了通过机架102a-102n之外基本上与热通道128分离。

根据示例，将AVT118a-118m布置成多个组，其中特定组中的AVT118a-118m中的每一个具有相同设置。也就是说，将一个组中的全部AVT118a-118m设置成具有基本上相同的开口水平。作为特定示例，特定组中的AVT118a-118m之中的开口水平可以以小于大约±2％不同于彼此。AVT118a-118m可以以任何合适方式布置成多个组。例如，可以基于AVT118a-118m关于彼此的地理接近度来确定AVT118a-118m的分组。也就是说，处于关于彼此的最近地理接近度中的AVT118a-118m可以一起分组到一个组中，因为这些AVT118a-118m很可能具有对电子设备116的相同集合的类似影响。例如，一个冷通道126中的所有AVT118a-118m可以布置到第一组中，另一冷通道126中的所有AVT118a-118m可以布置到第二组中等。作为另一示例，相同冷通道126中的AVT118a-118m可以布置到关于彼此不同的组中。

将AVT118a-118m布置到多个组中，其中每一个特定组中的AVT118a-118m具有基本上相同的开口水平，一般降低描述诸如数据中心100之类的区域内的气流输送和分布的模型的复杂度。例如，当单独解释AVT118a-118m时，通过以下方程来描述特定机架入口处的基于物理且离散化的动态温度模型：

方程(1)：

在方程(1)中，T表示机架入口温度，k和k+1表示离散时间步骤，SAT_i和VFD_i分别为第i个FMD的供应空气温度和鼓风机速度，U_j是第j个AVT的开口，N_FMD和N_tile分别为FMD114a-114l的总数目和AVT118a-118m的总数目，并且gi和b_j分别为捕获每一个FMDi和AVTj对特定机架入口的影响的参数，并且C指代除FMD之外的因素导致的温度改变。

然而，当AVT的每一个组中的AVT118a-118m具有基本上统一的开口水平时，方程(1)中的模型可以简化成：

方程(2)：

$T(k+1)=T\left(k\right)+\{\underset{i=1}{\overset{N_{\mathrm{FMD}}}{\mathrm{\Σ}}}{g}_i\·[{\mathrm{SAT}}_i\left(k\right)-T\left(k\right)]\·{\mathrm{VFD}}_i\left(k\right)\}\·\{\underset{j=1}{\overset{N_{\mathrm{VTG}}}{\mathrm{\Σ}}}{d}_j\·U_j\left(k\right)+U_0\}+C..$

在方程(2)中，N_VTG包括AVT组的总数目，U_j(k)为在采样间隔k的第j个AVT组的基本上统一的AVT开口，d_j为捕获每一个AVT组j的影响的参数，并且U₀量化除AVT118a-118m之外的所有其它通风瓦的聚合效应。换言之，U₀量化非自适应通风瓦的聚合效应。因此，如果数据中心100不包含非自适应通风瓦，U₀的值为零。在方程(1)中，每一个AVT118a-118m可以具有不同的设置，并且因此存在用于AVT118a-118m中的每一个的一个参数b_i。相比之下，由于AVT118a-118m被分组并且相同组中的AVT118a-118m的开口水平关于彼此基本上统一，因此相比于方程(1)中的b_i的总数目，参数d_i的总数目在方程(2)中可以大幅降低。

一般而言，因此，相比于方程(1)，用于每一个机架入口温度的方程(2)的模型参数减小至N_FMD+N_VTG+2。如本文以下更加详细地讨论的，可以进行模型标识技术以确定导致与冷却热耗散体相关联的大幅优化的度量的AVT118a-118m的设置布置。此外，还可以确定大幅优化与冷却热耗散体相关联的相同或不同度量的FMD114a-114l的操作设置。

在任何方面，空间112中包含的气流可以包括由FMD114a-114l中的多于一个供应的气流。因此，诸如温度、压力、湿度、流率等之类的传递到数据中心100中的各种位置的气流的特性可以基本上受FMD114a-114l中的多个的操作影响。这样，数据中心100中的各种位置处的条件可以基本上受FMD114a-114l中的多于一个的操作影响。

传感器120a-120o可以以有线和/或无线方式与控制器130联网以向控制器130传达所检测的条件信息。所检测的条件可以包括例如机架102a-102n的入口处的温度、自适应通风瓦118的出口处的温度等。此外或可替换地，所检测的条件可以包括其它环境条件，诸如压力、湿度、气流速度等。在这方面，传感器120a-120o包括检测条件的任何合适类型的传感器。

如本文在以下更加详细讨论的，由传感器120a-120o收集的环境条件信息被用于确定描述区域内的气流输送和分布的模型的各种参数。在一个示例中，模型包括基于物理的状态-空间模型。同样如本文在以下更加详细讨论的，模型还描述FMD114a-114l的致动的效应以及AVT118a-118m关于区域内的气流输送和分布的设置布置。在这方面，本文所公开的模型是整体模型。而且，模型可以实现在数据中心100中的气流供给的管理中。

在一个示例中，通过模型的实现获取的值被用于确定用于导致与将热耗散体基本上维持在预确定的温度范围内相关联的大幅优化的度量的AVT118a-118m组的设置布置。在另一示例中，所获取的值被用于确定用于导致与将热耗散体基本上维持在预确定的温度范围内相关联的大幅优化的度量的FMD114a-114l的设置，例如供应空气温度(SAT)和变频驱动器(VFD)设置。以下详细描述关于这些示例的通过多个AVT118a-118m的气流分布和供给的管理的各种方式。

应当理解的是，数据中心100可以包括附加元件并且本文描述的一些元件可以移除和/或修改而不脱离于数据中心100的范围。此外，数据中心100可以包括在诸如建筑物之类的固定位置中的数据中心，和/或在诸如船运集装箱或其它相对大的可移动结构之类的可移动结构中的数据中心。而且，尽管已经在如包括数据中心的区域的描述中做出特定参考，但是应当理解的是，区域可以包括其它类型的结构，诸如建筑物中的常规房间、整栋建筑物等。

尽管在图1中将控制器130图示为包括与电子设备116分离的元件，但是控制器130可以包括电子设备116或与其集成而不脱离于本文所公开的数据中心100的范围。此外或可替换地，控制器130可以包括在例如电子设备116之一或不同的计算设备的计算设备上操作的机器可读指令集。而且，尽管在图1中已经描绘了单个控制器130，但是可以实现多个控制器130以分别控制FMD114a-114l的各个个体或组，和在另外的示例中分别控制AVT118a-118m的各个个体或组。

现在转向图2，示出根据示例的用于管理区域中的气流分布和供给的系统200的框图。应当理解的是，系统200可以包括附加组件并且本文所描述的一些组件可以移除和/或修改而不脱离于系统200的范围。例如，系统200可以包括任何数目的传感器120a-120o、存储器、处理器、流体移动设备114a-114l、AVT118a-118m以及可以实现在系统200的操作中的其它组件。此外，尽管将计算设备201描绘为通过网络240与FMD114a-114l、AVT118a-118m以及传感器120a-120o通信，但是计算设备201可以不与FMD114a-114l、AVT118a-118m以及传感器120a-120o通信而不脱离于系统200的范围。

如所示，系统200包括FMD114a-114l、AVT118a-118m、传感器120a-120o、计算设备201和网络240。网络240一般表示用于系统200的各种组件之间的数据和/或信号的传输的区域中的有线或无线结构。还将计算设备201描绘为包括管理装置202、数据储存器220和处理器230。还将管理装置202描绘为包括输入/输出模块204、设置访问模块206、模型访问模块208、参数值确定模块210、AVT设置布置计算模块212、FMD设置确定模块214和致动模块216。应当理解的是，模块204-216中的一个或多个可以移除和/或修改而不脱离于管理装置202的范围。

管理装置202可以包括其上存储机器可读指令的易失性或非易失性存储器，诸如DRAM、EEPROM、MRAM、闪速存储器、软盘、CD-ROM、DVD-ROM或其它光学或磁性介质等等。在该示例中，模块204-216包括存储在易失性或非易失性存储器中的机器可读指令的模块，所述指令由处理器230可执行。根据另一示例，管理装置202包括硬件设备，诸如布置在板上的电路或多个电路。在该示例中，模块204-216包括处理器230控制的电路组件或各个电路。根据另一示例，管理装置202包括具有机器可读指令的模块与硬件组件的组合。

处理器230通过网络240从传感器120a-120o、从收集所检测的条件信息的储存库等接收所检测的条件信息。在任何方面，处理器230可以将传感器120a-120o检测到的条件信息存储在数据储存器220中，其可以包括处理器230可以在其上存储数据并且处理器230可以从其检索数据的任何合适的存储器。数据储存器220可以包括DRAM、EEPROM、MRAM、闪速存储器、软盘、CD-ROM、DVD-ROM或其它光学或磁性介质等。尽管已经将数据储存器220描绘为与管理装置202分离的组件，但是应当理解的是，数据储存器220可以与管理装置202集成而不脱离于系统200的范围。

根据示例，管理装置202的模块204-216中的一些或全部实现成确定AVT118a-118m的多个设置布置中的哪个设置布置导致与冷却诸如区域中的电子设备116、会议室中的人员等之类的热耗散体相关联的大幅优化的度量。管理装置202可以通过输入/输出模块204输出所确定的设置布置，例如用于AVT118a-118m的组的相应开口水平。输出可以包括所确定的设置布置在显示监视器上的显示，用户在设置AVT118a-118m的组的开口水平中可以咨询所述显示。此外或可替换地，在其中管理装置202具有对AVT118a-118m的控制的实例中，输出可以包括通过网络240传送到AVT118a-118m的致动器或控制器的指令信号。

管理装置202的模块204-216中的一些或全部还可以实现成确定导致与冷却热耗散体相关联的大幅优化的度量的用于FMD114a-114l的操作设置。根据示例，确定用于FMD114a-114l的操作设置，同时将AVT118a-118m基本上维持在之前确定的设置布置处。因此，例如，用于FMD114a-114l的操作设置可以变化以补偿区域中的改变环境条件，同时用于AVT118a-118m的组的设置布置可以随区域中的其它条件改变而变化，例如FMD的添加/移除/移动、机架的添加/移除/移动、AVT的添加等。在一个示例中，用于AVT118a-118m的设置布置是基于区域中的环境条件的经预测的稳态条件，而用于FMD114a-114l的操作设置在基本上实时(例如动态改变的)环境条件下确定。用于FMD114a-114l的操作设置可以因此以比AVT118a-118m的设置布置更高的粒度水平确定。此外，可以确定用于FMD114a-114l中的每一个的操作设置，使得操作设置不需要跨FMD114a-114l而是统一的。

管理装置202可以例如通过输入/输出模块204输出用于FMD114a-114l的所确定的操作设置，其可以包括FMD114a-114l的体积流率设定点和/或供应温度设定点。输出可以包括显示监视器上的用于FMD114a-114l的所确定的操作设置的显示，用户在设置FMD114a-114l的操作设置中可以咨询所述显示。此外或可替换地，在其中管理装置202具有对FMD114a-114l的控制的实例中，输出可以包括通过网络240传送到FMD114a-114l的致动器或控制器的指令信号。

关于图3和4中描绘的方法300和400来讨论管理装置202的模块204-216可以以其操作的各种方式。应当容易清楚的是，分别描绘在图3和4中的方法300和400表示一般化的图示并且可以添加其它元件或者可以移除、修改或重布置现有元件而不脱离于方法300和400的范围。

首先参考图3，示出根据示例的用于管理通过多个AVT118a-118m的气流分布的方法300的流程图。在特定示例中，方法300可以实现在包括多个机架102a-102n并且其中多个FMD114a-114l通过多个AVT118a-118m向机架102a-102n供应气流的区域中。在其它示例中，方法300可以实现在其中通过AVT118a-118m供应气流的其它类型的区域中。

在块302处，例如通过模型访问模块208访问使诸如温度之类的环境条件与多个AVT118a-118m的设置布置和多个FMD114a-114l的操作设置相关的模型。模型可以存储在数据储存器220中并且可以因此从数据储存器220访问。根据示例，模型包括以下重现的方程(2)。

方程(2)：

$T(k+1)=T\left(k\right)+\{\underset{i=1}{\overset{N_{\mathrm{FMD}}}{\mathrm{\Σ}}}{g}_i\·[{\mathrm{SAT}}_i\left(k\right)-T\left(k\right)]\·{\mathrm{VFD}}_i\left(k\right)\}\·\{\underset{j=1}{\overset{N_{\mathrm{VTG}}}{\mathrm{\Σ}}}{d}_j\·U_j\left(k\right)+U_0\}+C..$

以下将方程(2)中的模型的稳态版本指代为方程(3)。区域中的稳态条件可以包括其中将FMD114a-114l维持在恒定设置处并且将AVT118a-118m设置在恒定布置处的条件。特别地，从方程(2)解出的稳态机架入口温度T_SS为：

方程(3)：

在方程(3)中，C指代除FMD之外的因素导致的温度改变(例如，如区域中的再流通导致)，包括AVT118a-118m的设置布置，其中将AVT118a-118m布置到如本文所讨论的相应组中，g_i为捕获每一个FMDi的影响的参数，SAT_i和VFD_i分别为第i个FMD的供应空气温度和鼓风机速度，并且N_FMD指代FMD114a-114l的总数目。此外，其中N_VTG是AVT组的总数目，U_j是第j个AVT组的基本上统一的AVT开口，d_j是捕获每一个AVT组j的影响的参数，并且U₀量化除AVT118a-118m之外的所有其它通风瓦的聚合效应。

在块304处，可以例如通过参数值确定模块210确定用于模型中的参数的参数值。根据示例，可以通过由传感器120a-120o检测到的条件数据的分析来确定用于方程(2)和(3)定义的参数的值。更特别地，可以通过优化过程确定用于方程(2)中的参数g_i，d_j，U₀，和C的值，其中参数g_i，d_j，U₀，和C包括最小化由使用被估计的参数(g_i，d_j，U₀，和C)的模型(方程(2))预测的热学状态(机架入口温度)与所检测的条件之间的差异的相应值。可以将导致由模型预测的热学状态(机架入口温度)与所检测的条件之间的最少量的差异的参数(g_i，d_j，U₀，和C)选择为用于参数(g_i，d_j，U₀，和C)的值。该优化过程可以针对每一个机架入口温度重复，因为每一个机架入口温度通过不同参数集来表征。可替换地，可以并行地执行用于多个不同机架入口温度的参数优化过程。

应当理解的是，在块302处访问的模型可以包括由方程(2)和(3)指代的模型中的任一个。在其中在块302处访问方程(3)指代的模型的实例中，用于参数的值的确定可能已经通过求解方程(2)中的参数值来确定。根据示例，一旦在块304处已经确定模型的参数值，块304可以在将来的方法300的迭代中省略。然而，块304可以在其中在区域中做出相对显著的改变的实例中重复。

在块306处，通过模型的实现，例如通过AVT设置布置计算模块214计算导致服从一组约束的大幅优化的度量的多个AVT118a-118m的设置布置。如以上讨论的，多个AVT118a-118m的设置布置包括其中相应AVT组中的AVT118a-118m具有关于彼此的基本上统一的开口水平的布置。也就是说，在块306处确定的设置布置导致具有关于彼此基本上统一的开口水平的第一组中的AVT和具有关于彼此基本上统一的开口水平的第二组中的AVT，其中第一组中的AVT的开口水平可以不同于第二组中的AVT的开口水平。

根据示例，由方程(3)表示的模型实现在块306处以计算AVT118a-118m的设置布置。在该示例中，对于多个AVT组设置布置中的每一个，通过求解以下方程来估计最小化的成本函数

方程(4)：

在方程(4)中，R_VFD和R_SAT分别为用于VFD功率和冷却器功率的适当权重，并且SAT_max是FMD114a-114l的最大可允许供应空气温度。根据示例，方程(4)可以作为服从一组约束的优化问题来求解以便确定当AVT118a-118m具有如块402处访问的设置布置时基本上最小化与冷却电子设备116相关联的成本的用于FMD114a-114l的操作设置。

所述一组约束可以包括，例如：

${\stackrel{\‾}{VFD}}_{\min }\≤\stackrel{\‾}{VFD}\≤{\stackrel{\‾}{VFD}}_{\max },$

并且

$T_{ss}\≤T_{ref}.$

在以上的一组约束中，T_ref是感兴趣的机架102a-102n的所有入口处的温度阈值，是FMD114a-114l中的VFD的最小可允许速度，是FMD114a-114l的最小可允许供应空气温度，并且T_SS从具有由定义的AVT设置的方程(3)解得。此外，造成稳态处全局最小化的冷却成本的AVT118a-118m的最佳设置布置可以进一步从以下优化问题找到：

方程(5)：最小化服从

在方程(5)中，是AVT118a-118m的最小可允许开口水平并且是AVT118a-118m的最大可允许开口水平。也就是说，导致大幅优化的度量的AVT118a-118m的设置布置包括对应于通过求解方程(5)确定的最小化成本函数的设置布置

对应于大幅优化的度量的AVT118a-118m的设置布置可以例如通过输入/输出模块204来输出。设置布置可以以以上讨论的任何方式通过输入/输出模块204输出。

现在转向图4，示出根据示例的实现管理区域中的气流供给中的模型的方法400的流程图。如其中所示，在块402处，例如通过FMD设置确定模块214访问成本函数。成本函数可以包括总气流供给功率消耗并且关于区域中可用的气流供给致动来定义。数据中心100中的可用气流供给致动包括温度和由流体流动设备114a-114l供应的气流的体积流率。根据示例，成本函数包括：

方程(6)：

以上关于方程(4)定义方程(6)中的项。

在块404处，例如通过FMD设置模块216最小化成本函数以确定大幅优化与冷却热耗散体相关联的诸如冷却成本、碳排放等之类的度量的FMD114a-114l的设置，即VFD和SAT。在块404处，根据示例，可以最小化服从一组约束的成本函数，所述一组约束诸如是以上讨论的一组约束，但是具有稳态温度约束T_ss≤T_ref的例外。而是，成本函数服从实时温度演进约束：

对于1≤s≤N，T(k+s)≤T_ref，

其中k，s和N都是整数，k为电流控制间隔，并且N是从当前控制间隔开始的所期望的步数预测。此外，使用具有所估计的FMD设置的方程(2)和从图3中的方法300计算的输出AVT设置来估计T(k+s)。在一方面，AVT118a-118m的开口水平可以影响实时条件下的FMD设置的最佳解决方案。

成本函数的最小化因此可以包括受约束的优化问题，其中对受约束的优化问题的解决方案是FMD114a-114l的操作设置，即VFD和SAT设定点。此外，在块406处，可以输出对应于最小化的成本函数的FMD114a-114l的操作设置。操作设置可以以以上讨论的任何方式通过输入/输出模块204输出。

根据示例，方法300可以以相比于方法400更粗糙的粒度来执行。因此，例如，相比于FMD114a-114l的操作设置，可以不太频繁地确定AVT118a-118m的设置布置。根据特定示例，方法400可以实现为冷却资源供给的动态优化的部分，例如作为区域改变中的热学条件。此外，方法300可以实现为区域改变中的其它条件，诸如当添加新的FMD或移动或移除现有FMD、安装新的AVT、添加新的机架或移动或移除现有机架等时。

在方法300和400中阐述的一些或全部操作可以作为实用程序、程序或子程序而包含在任何所期望的计算机可访问介质中。此外，方法300和400可以通过计算机程序体现，所述计算机程序可以以活动和非活动二者的各种形式存在。例如，它们可以作为包括源代码、对象代码、可执行代码或其它格式中的程序指令的(多个)软件程序而存在。以上各项中的任一个可以体现在计算机可读存储介质上。

示例计算机可读存储介质包括常规计算机系统RAM、ROM、EPROM、EEPROM和磁或光盘或磁带。前述各项的具体示例包括CDROM上或经由因特网下载的程序的分布。因此要理解的是，能够执行以上描述的功能的任何电子设备可以执行以上列举的那些功能。

现在转向图5，示出依照本公开的示例的实现图3和4中描绘的方法的计算设备500的框图。设备500包括诸如中央处理单元之类的处理器502；诸如监视器之类的显示设备504；诸如局域网LAN、无线802.11xLAN、3G移动WAN或WiMAXWAN之类的网络接口508；以及计算机可读介质510。这些组件中的每一个操作耦合到总线512。例如，总线512可以是EISA、PCI、USB、火线、NuBus或PDS。

计算机可读介质510可以是参与向处理器502提供指令以供执行的任何合适的非暂时性介质。例如，计算机可读介质510可以是非易失性介质，诸如光盘或磁盘；易失性介质，诸如存储器；以及传输介质，诸如同轴电缆、铜线和光纤。

计算机可读介质510还可以存储操作系统514，诸如MacOS、MSWindows、Unix或Linux；网络应用516；以及气流分布管理应用518。操作系统514可以是多用户、多处理、多任务、多线程、实时的等等。操作系统514还可以执行诸如识别来自诸如键盘或小键盘之类的输入设备的输入；向显示器504发送输出；追踪计算机可读介质510上的文件和目录；控制诸如盘驱动器、打印机、图像捕获设备之类的外围设备；以及管理总线512上的业务之类的基本任务。网络应用516包括用于建立和维持网络连接的各种组件，诸如用于实现包括TCP/IP、HTTP、以太网、USB和火线的通信协议的机器可读指令。

气流分布和供给管理应用518提供如以上描述的用于管理区域中的气流分布和供给的各种组件。管理应用518可以因此包括管理装置202的控制器130和/或模块204-216。在某些示例中，由管理应用518执行的一些或全部过程可以集成到操作系统514中。在某些示例中，过程可以至少部分地实现在数字电子电路中或计算机硬件、机器可读指令(包括固件和/或软件)中或其任何组合中。

尽管通篇具体描述了即时公开的全部内容，但是本公开的代表性示例具有在广范围的应用之上的效用，并且以上讨论不意图并且不应当被解释成是限制性的，而是作为本公开的各方面的说明性讨论而给出。

已经在本文中描述和说明的是公开的示例连同其一些变型。本文中所使用的术语、描述和附图仅通过说明的方式来阐述并且不意指为限制。在本公开的精神和范围内，许多变型是可能的，本公开意图由接下来的权利要求——及其等同物——限定，其中所有术语意指其最宽泛的合理含义，除非另行指示。

Claims (15)

1.一种用于管理通过多个自适应通风瓦的气流分布的方法，所述方法包括：

访问使环境条件与多个自适应通风瓦的设置布置和多个流体移动设备的操作设置相关的模型；以及

由处理器，通过模型的实现，计算导致服从一组约束的大幅优化的度量的多个自适应通风瓦的设置布置，其中多个自适应通风瓦的设置布置包括其中相应自适应通风瓦组中的自适应通风瓦具有关于彼此的基本上统一的开口水平的布置。

2.根据权利要求1的方法，其中将多个自适应通风瓦分组到第一组和第二组中，并且其中所计算的设置布置导致具有关于彼此基本上统一的开口水平的第一组中的自适应通风瓦和具有关于彼此基本上统一的开口水平的第二组中的自适应通风瓦。

3.根据权利要求2的方法，其中将位于公共冷通道中的多个自适应通风瓦分组在一起。

4.根据权利要求1的方法，其中计算多个自适应通风瓦的设置布置包括计算在其中通过多个自适应通风瓦供应气流的区域的稳态条件下的多个自适应通风瓦的设置布置。

5.根据权利要求4的方法，其中模型包括以下方程：

$T_{ss}=\frac{\frac{C}{\tilde{U}}+{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{N_{FMD}}{g}_i\·{\mathrm{SAT}}_i\·{\mathrm{VFD}}_i}{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{N_{FMD}}{g}_i\·{\mathrm{VFD}}_i},$

其中T_SS包括热耗散体的稳态温度，C指代除多个流体移动设备之外的因素导致的温度改变，包括多个自适应通风瓦的设置布置，g_i为捕获每一个流体移动设备i对热耗散体的影响的参数，SAT_i和VFD_i分别为第i个流体移动设备的供应空气温度和鼓风机速度，并且N_FMD指代流体移动设备的总数目。

6.根据权利要求5的方法，其中并且其中N_VTG是通风瓦组的总数目，U_j是第j个自适应通风瓦组的基本上统一的自适应通风瓦开口，d_j是捕获每一个自适应通风瓦组j的影响的参数，并且U₀量化除自适应通风瓦之外的所有其它通风瓦的聚合效应。

7.根据权利要求6的方法，其中计算多个自适应通风瓦的设置布置还包括：

对于多个自适应通风瓦设置布置中的每一个，通过求解以下方程来估计最小化的成本函数

服从所述一组约束，其中N_FMD指代流体移动设备i的总数目，R_VFD和R_SAT分别为用于VFD功率和冷却器功率的适当权重，并且SAT_max是流体移动设备i的最大可允许供应空气温度。

8.根据权利要求7的方法，其中所述一组约束包括：

${\stackrel{\‾}{VFD}}_{\min }\≤\stackrel{\‾}{VFD}\≤{\stackrel{\‾}{VFD}}_{\max },$

并且

$T_{ss}\≤T_{ref},$

其中T_ref是感兴趣的多个机架的所有入口处的温度阈值，是流体移动设备中的VFD的最小可允许速度，并且是流体移动设备的最小可允许供应空气温度；并且其中计算多个自适应通风瓦的设置布置还包括：

通过求解以下方程确定最小化成本函数

最小化服从

其中是自适应通风瓦的最小可允许开口水平并且是自适应通风瓦的最大可允许开口水平，并且其中导致大幅优化的度量的多个自适应通风瓦的设置布置包括对应于最小化成本函数的设置布置

9.根据权利要求1的方法，还包括：

确定用于多个流体移动设备的操作设置以包括最小化成本函数的操作设置，同时根据多个自适应通风瓦的所计算的设置布置来设置多个自适应通风瓦。

10.一种用于管理通过多个自适应通风瓦的气流分布的装置，所述装置包括：

存储器，存储机器可读指令以：

通过模型的实现，计算导致服从一组约束的大幅优化的度量的多个自适应通风瓦的设置布置，其中多个自适应通风瓦的设置布置包括其中相应自适应通风瓦组中的自适应通风瓦具有关于彼此的基本上统一的开口水平的布置，其中模型使环境条件与多个自适应通风瓦的设置布置和多个流体移动设备的操作设置相关；以及

实现机器可读指令的处理器。

11.根据权利要求10的装置，其中模型包括：

$T_{ss}=\frac{\frac{C}{\tilde{U}}+{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{N_{FMD}}{g}_i\·{\mathrm{SAT}}_i\·{\mathrm{VFD}}_i}{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{N_{FMD}}{g}_i\·{\mathrm{VFD}}_i},$

其中T_SS包括热耗散体的稳态温度，C指代除多个流体移动设备之外的因素导致的温度改变，g_i为捕获每一个流体移动设备i的影响的参数，SAT_i和VFD_i分别为第i个流体移动设备的供应空气温度和鼓风机速度，N_FMD指代流体移动设备的总数目，并且其中

其中N_VTG是通风瓦组的总数目，U_j是第j个自适应通风瓦组的基本上统一的自适应通风瓦开口，d_j是捕获每一个自适应通风瓦组j的影响的参数，并且U₀量化除自适应通风瓦之外的所有其它通风瓦的聚合效应。

12.根据权利要求11的装置，其中机器可读指令通过对于多个自适应通风瓦设置布置中的每一个，通过求解以下方程的最小化的成本函数的估计来计算多个自适应通风瓦的设置布置：

服从所述一组约束，其中N_FMD指代流体移动设备i的总数目，R_VFD和R_SAT分别为用于VFD功率和冷却器功率的适当权重，并且SAT_max是流体移动设备i的最大可允许供应空气温度。

13.根据权利要求12的装置，其中所述一组约束包括：

${\stackrel{\‾}{VFD}}_{\min }\≤\stackrel{\‾}{VFD}\≤{\stackrel{\‾}{VFD}}_{\max },$

并且

$T_{ss}\≤T_{ref},$

其中T_ref是感兴趣的多个机架的所有入口处的温度阈值，是流体移动设备中的VFD的最小可允许速度，并且是流体移动设备的最小可允许供应空气温度；并且其中机器可读指令通过经由求解以下方程的最小化成本函数的确定来计算多个自适应通风瓦的设置布置：

最小化服从

其中是自适应通风瓦的最小可允许开口水平并且是自适应通风瓦的最大可允许开口水平，并且其中导致大幅优化的度量的多个自适应通风瓦的设置布置包括对应于最小化成本函数的设置布置

14.根据权利要求10的装置，还包括机器可读指令以：

将用于多个流体移动设备的操作设置确定为最小化成本函数的操作设置，同时根据多个自适应通风瓦的所计算的设置布置来设置多个自适应通风瓦。

15.一种其上存储机器可读指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令当由处理器执行时实现一种用于管理通过多个自适应通风瓦的气流分布的方法，所述机器可读指令包括代码以：

通过模型的实现，计算导致服从一组约束的大幅优化的度量的多个自适应通风瓦的设置布置，其中多个自适应通风瓦的设置布置包括其中相应自适应通风瓦组中的自适应通风瓦具有关于彼此的基本上统一的开口水平的布置，其中模型使环境条件与多个自适应通风瓦的设置布置和多个流体移动设备的操作设置相关。