CN107300278B - 用于最小化hvac系统中的压缩机使用的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于最小化HVAC系统中的压缩机使用的系统和方法。最小化用于IT空间的HVAC中的压缩机使用的方法包括：配置HVAC系统以冷却IT空间；提供控制系统以操作HVAC系统，该控制系统具有软件，该软件被配置成计算对于预定时间段的节省模式最小可获得X因子；为控制系统提供至少一个参数，该至少一个参数包括X因子历史和时段天气预测；为每个预测间隔设置温度设定值；以及根据用于IT空间的最大和最小温度参数来分析温度设定值，其中设定值违反最大温度参数的间隔被指定为压缩机将操作的间隔，而设定值违反最小温度参数的间隔被指定为最小温度设定值。

Description

用于最小化HVAC系统中的压缩机使用的系统和方法
公开领域
本公开涉及到冷却系统，且具体地涉及针对最小化采暖系统、通风系统和空调(“HVAC”)系统中的压缩机使用的系统和方法。
公开背景
冷却消耗用于数据中心的能量支出的一大部分。节约能量的目的创建尽可能有效率地在数据中心里分派冷却的需求。现今，IT空间的冷却中的节省装置的使用限于其中外面天气条件允许HVAC系统将IT空间的温度降到空间的静态温度设定值(其可被设置在68℉(20℃)处)的时间。
HVAC系统中的节省装置的作用是“节省”或节约冷却空间的成本。因为操作压缩机能源消耗量非常大，所以在不运行压缩机的情况下冷却室内空间的能力可提供重大的成本节省。不幸的是，节省装置只有在室外温度和湿度足够低以至于HVAC系统可向在系统的温度设定值处或接近系统的温度设定值处的空间供应空气的时候才可使用。
大多数情况下，IT空间被冷却至静态设定值。如上所提及的，用于IT空间的典型的温度设定值在68℉(20℃)处。根据美国采暖、制冷与空调工程师学会(ASHRAE)将IT设备在其寿命过程中保持在该温度处将IT设备的故障率保持在“底线”水平处。对于HVAC工程师，这意味着在现今的系统中只有在室外条件允许系统达到在68℉(20℃)设定值的温度处或其附近时才可使用节省装置。因此，对于很多温带气候，节省装置的使用最差是季节性的，并最好是在春、夏和秋季月份中是稀少的。
公开概述
本公开的一个方面针对于最小化在用于IT空间的HVAC系统中的压缩机使用的方法。在一个实施方式中，该方法包括：配置HVAC系统以冷却IT空间；提供控制系统以操作HVAC系统，该控制系统具有软件，该软件被配置成预测对于预定时间段的未来部分的节省模式最小可获得X因子连同跟踪对于预定时间段的过去时期(past period)的累积X因子，从而识别必须增强压缩机操作以获得在该时间段上总计的用户选择的X因子，该预定时间段具有可能是在处于过去的用户选择的起始日期以及具有未来的结束日期的用户选择的持续时间；为控制系统提供至少一个参数，该至少一个参数包括X因子的历史和时段天气预测；为每个预测区间设定温度设定值；以及根据用于IT空间的最大和最小温度参数分析温度设定值，其中设定值违反最大温度参数的间隔被指定为压缩机将操作的间隔，而设定值违反最小温度参数的间隔被指定为最小温度设定值。
本公开的实施方式还可包括连续监测测量的参数并将其报告给控制系统的软件。一旦满足最小和最大参数，则系统可使用IT空间的历史温度(如果它们存在的话)计算对于该时段的X因子，且如果该X因子在这个调整之后是不可获得的，则可将具有最高温度设定值的间隔添加到将操作压缩机的间隔组，且再次尝试调整。如果X因子需要向上的调整，则软件可向上调整节省间隔的温度，始于具有最冷温度设定值的间隔，直到获得X因子设定值。可使用先前的节省方法来控制HVAC系统，该先前的节省方法甚至对于任何一天的短暂的时间段都不能在其压缩机空闲时操作。HVAC系统能够在两种日子(on both days)里使其压缩机空闲相当大的时间段，同时支持相同水平或更好的设备可靠性。至少一个参数还可包括配置控制系统的软件以做出关于多“努力地”驱动压缩机以补偿特定节省时段期间的更暖的供应温度的更明智的决定。软件可包括度量以使操作偏向更少的节省时段以便在DX操作期间节约能量。关于高峰需求电力成本相对非高峰需求成本的信息可通知软件根据能量的实际成本来改善操作配置文件。可靠性因子中的自动季节性变动的添加可通过基本上在冬季月份中捕获更便宜的X因子偏移(offset)并将其应用在更贵的夏季月份来实现进一步的能源节省。方法还可包括设置X因子。IT空间可包括被配置成支持电子设备的多个设备机架，且HVAC系统可包括被固定到多个设备机架的热敏电阻，其导致气流测量能容忍分散的IT群、高度变化的IT气流率和气流方向。
本公开的另一个方面针对于最小化在用于IT空间的HVAC系统中的压缩机使用的系统。在一个实施方式中，该系统包括被配置成冷却IT空间的HVAC系统和被耦合至HAVC系统的部件以操作HVAC系统的控制系统，该控制系统具有软件，该软件被配置成预测对于预定时间段的未来部分的节省模式最小可获得X因子连同跟踪对于预定时间段的过去时期的累积X因子，从而识别必须增强压缩机操作以获得在时间段上总计的用户选择的X因子，该预定时间段具有可能是在过去的用户选择的起始日期和具有未来的结束日期的用户选择的持续时间。控制系统被配置成：设置X因子；接收至少一个参数，该至少一个参数包括X因子历史和时段天气预测；为每个预测间隔设置温度设定值；以及根据用于IT空间的最大和最小温度参数来分析温度设定值并归一化该温度设定值，其中设定值违反最大温度参数的间隔被指定为压缩机将操作的间隔，而设定值违反最小温度参数的间隔被指定为最小温度设定值。
系统的实施方式还可包括连续监测测量的参数并将其报告给控制系统的软件，测量参数包括温度、功耗和HVAC系统规格数据中的至少一个。一旦满足最小和最大参数，则系统可使用IT空间的历史温度(如果它们存在的话)计算对于该时段的X因子，且如果该X因子在这个调整之后是不可获得的，则将具有最高温度设定值的间隔添加到将操作压缩机的间隔组，且再次尝试调整，且如果X因子需要向上的调整，则软件可向上调整节省间隔的温度，始于具有最冷温度设定值的间隔，直到获得X因子设定值。可使用先前的节省方法来控制HVAC系统，该先前的节省方法甚至对于任何一天短暂的时间段都不能够在其压缩机空闲时操作，HVAC系统能够在两种日子里使其压缩机空闲相当大的时间段同时支持相同水平或更好的设备可靠性。至少一个参数还可包括配置控制系统的软件以做出关于多“努力地”驱动压缩机以补偿特定节省时段期间的更暖的供应温度的更明智的决定。软件可包括度量以使操作偏向更少的节省时段以便在DX操作期间节约能量。关于高峰需求电力成本相对于非高峰需求成本的信息可通知软件根据能量的实际成本来改善操作配置文件。可靠性因子中的自动季节性变动的添加通过基本上在冬季月份中捕获更便宜的X因子偏移并将其应用在更贵的夏季月份来实现进一步的能源节省。
附图简述
附图不旨在按照比例绘制。在附图中，在不同图中示出的每个相同或几乎相同的部件由相似的数字表示。为了清楚的目的，不是每个部件在每个附图中都被标出。在附图中：
图1是本公开的实施方式的用于加热并冷却数据中心的HVAC系统的示意图。
图2是本公开的实施方式的最小化HVAC系统中的压缩机使用的方法；
图3-5是使用不同可靠性X因子在温暖的七月的日子中的示例性操作配置文件；
图6-8是使用不同可靠性X因子在相对凉爽的十月的日子中的示例性操作配置文件；以及
图9是可用于执行本文公开的方法和功能的计算机系统的一个例子的方框图。
公开的详细描述
仅为了说明的目的，而不是限制一般性，现在将参照附图详细描述本公开。本公开在其应用中不限于在下面的描述中阐述的或在附图中示出的部件的构造和布置的细节。本公开中阐述的原理能够有其它实施方式并能够以各种方式被实践或实施。此外，本文所用的措词和术语是出于描述的目的并且不应视作限制。本文中使用的“包括(including)”、“包括(comprising)”、“具有(having)”、“包含(containing)”，“涉及(involving)”及其变体意在涵盖其后列出的项及其等同物以及另外的项。
如上文所提及的，HVAC系统中的节省装置被设计为“节省”或节约冷却空间的成本，同时在适合维持电子设备的寿命的操作温度下维护电子设备。在节省装置模式下，压缩机功能被完全或部分地消除，从而消除或减少其能量使用。当室外温度大于数据中心温度时，压缩机被用于将热量从数据中心内移动到室外环境。然而，当室外温度足够低于数据中心温度时，热量将自然地流动到室外，而不需要由压缩机提供的“温度提高(temperatureboost)”，因此其功能是不必须的。因此，在有利地条件下，压缩机操作可被减少或消除，从而节约大量的能量。而且，对于使用蒸发帮助的系统，如果条件有利，还可将该功能减少或消除，从而节约水。
参照附图，并且特别是参考图1，HVAC系统用10表示。如所示的，HVAC系统10被配置成处理空间12内的空气，空间12包含例如电子设备，其包括机柜、设备房和数据中心。这种空间适合容纳外壳或机架，该外壳或机架被设计成容纳网络、电信和其他电子设备。如在下文更详细地讨论的，本公开的实施方式的HVAC系统10被设计为通过减少HVAC系统的压缩机的操作时间来提高整个冷却系统的效率和可靠性。
在一个实施方式中，HVAC系统10包括压缩机14以在压力下将冷却剂传送到HVAC系统的部件。加压的冷却剂穿过排放管，其将压缩机14连接到冷凝器16。可相邻于冷凝器16提供温度传感器和压力换能器，以便当冷却剂进入冷凝器时测量其温度和压力。冷凝器16包括具有热传导片的盘管，热传导片被配置成冷却冷凝器的盘管内的加热的冷却剂。在下文中将更详细地讨论冷凝器16上的气流。
一旦冷却剂在冷凝器16内被冷却(例如，将冷却剂从蒸汽状态转换到凝固状态)，冷却剂穿过另一个液体管到蒸发器18。在进入蒸发器18之前，冷却剂首先可穿过过滤干燥器以消除杂质并去掉冷却剂内不需要的不可冷凝物。一旦通过过滤干燥器，冷却剂穿过热膨胀阀门20以在进入蒸发器18之前调节冷却剂。一旦被通过蒸发器18的暖空气加热，蒸发的冷却剂经由吸入管路的一段来行进回到压缩机14。然而，在进入压缩机14之前，冷却剂可通过压缩机液体分离器(suction accumulator)，这确保冷却剂以蒸汽状态进入压缩机。可相邻于压缩机14提供另一个温度传感器和另一个压力换能器。冷凝盘可放置在蒸发器18下面，以收集由蒸发器生成的冷凝物。HVAC系统10还包括热量交换器22，其位于温暖的室内气流路径和通常较凉的室外气流路径两端。热量交换器22放置成促进自然热量从较暖的室内空气流动到相对凉的室外空气中。可通过室外热交换表面上的水的间接蒸发和/或在室外空气接触热交换器22之前的绝热冷却的任意一种来进步一增强这个自然热交换过程。
这种布置使得高温冷却剂从压缩机14流向冷凝器16。在冷却剂进入冷凝器16之前，获取冷却剂的压力和温度读数。由于通过冷凝器盘管的相对凉的空气，冷凝器16冷却冷却剂。一旦被冷却，冷却剂行进到蒸发器18。HVAC系统10还包括室内风扇24和室外风扇26，该室内风扇24被配置成引导在位于冷凝器16和蒸发器18之间的热交换器22上的空气，该室外风扇26被放置成排放暖空气。如所示的，将来自室外空气进气口28的相对凉的空气由室内风扇24引向热交换器22。随着相对凉的空气在热交换器22上行进，空气被加热并由室外风扇26通过室外空气排放口30从HVAC系统10排放。
在特定实施方式中，HVAC系统10还可包括旁通阀，以将通常从压缩机14引向冷凝器16的冷却剂经由另一个排放管转移到蒸发器18。借助于配备有旁通阀的步进马达来打开旁通阀，例如，前往冷凝器16的冷却剂的一部分通过支路排放管转移到蒸发器18。旁通阀(有时候可被称为热气旁通阀)的操作可以被操纵以调节HVAC系统10的容量。通过密切监测进入冷凝器16的冷却剂的压力和/或温度，HVAC系统10的效率还可通过使从冷凝器16前往蒸发器18的冷却剂旁通来优化。
HVAC系统10还包括控制系统32以控制HVAC系统的操作并提供与外部设备的通信。在一个实施方式中，控制系统32可被提供作为HVAC系统10的一部分或作为HVAC系统的独立部件。在一个这种实施方式中，控制系统32可与和空间12相关联的数据中心计算机系统通信，以提供HVAC系统的部件的状态，并接收来自建筑管理系统(BMS)的控制命令。在一个具体实施方式中，控制系统32在网络上与数据中心计算机系统进行通信，且在一个这种实施方式中，BMS可通过使用集成数据中心控制和监测系统(诸如，本公开的受让人，罗德岛的西金斯顿市的American Power Conversion Corporation所卖的InfraStruXureTM数据中心管理器)来实现。尽管具体的配置如此，但是控制系统32适合根据HVAC系统10的温度和压力读数来控制冷却剂从压缩机14到冷凝器16和蒸发器18的流动。控制系统32还被配置成控制室内风扇24和室外风扇26的操作以控制热交换器22上的气流。如所示的，控制系统10被配置成经由网关36从云天气服务34接收天气报告。
最近，由ASHRAE确立为“X因子”的设备可靠性的新度量被确立为相对严重的故障率相对于周围的入口温度的无量纲值。对于增加节省使用的目的重要的是，基于时间加权来测量X因子。例如，在72.5℉的温度下操作一天的12小时且然后在63.5℉的温度下操作一天的剩余12小时的IT设备具有与在68℉环境中24小时时段的操作相同的期望可靠性。在该示例中，在没有对设备可靠性的任何影响的情况下，用于节省装置的目标温度对于半天从68℉到72.5℉。
为了控制一个时间段的X因子，本公开的实施方式的控制系统32被配置成记录其中HVAC系统10操作的过去的室外温度并被配置成基于由天气服务34提供的天气预测来预报未来温度。具体地，本公开的系统和方法利用天气预测数据和IT空间温度日志，以动态调整空间12的空气温度，以便在一个时间段上获得编程的可靠性X因子。控制系统32被耦合至HVAC系统10的部件(例如，热敏电阻)以操作HVAC系统。控制系统具有软件，该软件被配置成预测对于预定时间段的未来部分的节省模式最小可获得X因子连同跟踪对于预定时间段的过去时期的累积X因子，从而识别必须增强压缩机操作以获得在时间段上总计的用户选择的X因子。预定时间段具有可能是在过去的用户选择的起始日期以及具有未来的结束日期的用户选择的持续时间。
在一个实施方式中，HVAC系统10被配置成在时间段内动态地移动空间12的设定值(有时候较高，有时候较低)，以便在不影响空间内包含的IT设备的可靠性的情况下最大化HVAC系统的节省装置的使用。控制系统32被配置成通过将HVAC系统10的至少一个压缩机(例如，压缩机14)的操作时间降到理论最小值来减少HVAC系统10的能量消耗。在特定实施方式中，控制系统32被配置成在限定时间段上安排HVAC温度设定值。利用来自天气服务34的天气数据和来自空间12的记录的环境数据，控制系统32平衡较暖的和较冷的操作的间隔，以便最大化节省装置的使用，同时维持IT设备的可靠性。
在特定实施方式中，控制系统32对于即将来临的时段查看天气预测，并确定通过节省装置的专用可获得什么X因子。接着，如果节省不提供足够的冷却以满足对于空间12的用户要求，控制系统32的软件将迭代地开始添加其中利用压缩机14的子时段，直到获得了用户指定的X因子。在每个子时段处，重新评估更新的历史和天气数据，以评价对于即将来临的子时段的温度设定值的任何所需的调整。在该时段结束时，方法重新开始并计算新的时段的设定值。
如上文所提及的，HVAC系统10被配置有节省装置以“节省”或节约冷却空间的成本。在一个实施方式中，节省装置操作控制被嵌入到控制系统32的软件内。因为操作压缩机14能源消耗量非常大，所以在不运行压缩机的情况下冷却室内空间(如空间12)的能力可提供重大的成本节省。参考图2，示出并描述了最小化压缩机14在HVAC系统10中的使用的方法(总体上以40表示)。在操作期间，方法包括在42处由控制系统32计算对于一个时间段的节省模式最小可获得X因子。在一个实施方式中，控制系统32被配置有在44处的操作参数并配置成在46处接收X因子历史。控制系统32在48处从天气服务34周期性地读取天气预测数据，并根据节省装置可创建的最冷环境安排对于预测间隔的每一个的温度设定值。
接着，控制系统32的软件分析并比较温度设定值并根据用于空间12的最大和最小温度参数来使它们归一化。设定值违反最大温度参数的间隔被指定为压缩机14将操作的间隔，而设定值违反最小温度参数的间隔被指定为最小温度设定值。一旦满足最小和最大参数，控制系统32使用IT空间的历史温度(如果它们存在的话)来计算该时段的X因子。
一旦被计算，在50处，控制系统32将针对一组节省子时段为当前子时段分配的温度设定值与基于从HVAC系统10接收的反馈的X因子平衡设定值进行比较。如果X因子大于所配置的设定值，则在52处，DX操作模式被分配给具有最高X因子的子时段。一旦被分配，则在54处，DX模式子时段被设置为最小设定值或X因子平衡设定值中的最大值。接着，在56处分配当前子时段的温度设定值。如果X因子等于配置的设定值，那么维持为当前子时段分配的温度设定值。如所示的，在58处示出了与X因子平衡设定值相关联的一组节省子时段。这些子时段与为当前子时段分配的温度设定值进行比较。
如果X因子需要向下的调整，控制系统32的软件首先确定已经利用压缩机的间隔是否能够被冷却至最小温度设定值，以便获得期望的X因子。如果在该调整之后该X因子是不可获得的，具有最高温度设定值的间隔将被添加到将操作压缩机的间隔组并再次尝试调整。该方法迭代直到获得X因子设定值。如果X因子需要向上的调整，则控制系统32的软件将向上调整节省间隔的温度，始于具有最冷温度设定值的间隔。控制系统的软件将相似于先前情况地迭代，直到获得X因子设定值。
图3示出温暖的七月日子里现有技术的系统的操作配置文件，而图4和图5示出在该同一天中以1.0和0.95的可靠性X因子使用我们的发明的相同系统。
这些操作配置文件对比例如对于密苏里州的圣路易斯的七月日子的现有技术系统的天气和系统温度以及操作模式相对于利用以小时为基础的直接X因子控制。“室外温度”的列示出对于该天的每个小时的预测温度(这些示例中与实际相同)。“供应温度”的列示出对于该天的每个小时的分配的供应温度设定值(这些示例中与实际相同)。“间隔X因子”列示出对应于该小时的供应温度的X因子。“DX启用”列示出HVAC系统的压缩机的状态。当行被标有“1”时，这意味着在对应小时期间压缩机在运行。当行是空白时，这意味着在压缩机完全禁用的情况下冷却IT空间。
图3示出现有技术的系统花费整个一天运行其压缩机。它如此做是因为系统在不利用其压缩机的情况下获得68℉(X因子1)的供应温度。图4示出同一系统当直接控制X因子设定值为1(与现有技术示例相同的可靠性因子)的时候可禁用压缩机操作6小时。此外，图5示出这个系统当直接控制X因子设定值为0.95(优于现有技术示例的可靠性因子)的时候可禁用压缩机操作4小时。
图6示出较凉爽的十月日子里现有技术的系统的操作配置文件，而图7和图8示出在这同一天中以1.0和0.95的可靠性X因子使用我们的发明的相同系统。
这些操作配置文件对比对于密苏里州的圣路易斯的十月日子现有技术的系统的天气和系统温度以及操作模式相对于利用以小时为基础的直接X因子控制。“室外温度”的列示出对于该天的每个小时的预测温度(这些示例中与实际相同)。“供应温度”的列示出对于该天的每个小时的分配的供应温度设定值(这些示例中与实际相同)。“间隔X因子”的列示出对应于该小时的供应温度的X因子。“DX启用”的列示出HVAC系统的压缩机的状态。当行被标有“1”时，这意味着在对应小时期间压缩机在运行。当行是空白时，这意味着在压缩机完全禁用的情况下冷却IT空间。
图6示出现有技术的系统花费整个一天运行其压缩机。它如此做是因为系统在不利用其压缩机的情况下获得68℉(X因子1)的供应温度。图7示出同一系统当直接控制X因子设定值为1(与现有技术示例相同的可靠性因子)的时候可禁用压缩机操作13小时。此外，图8示出这个系统当直接控制X因子设定值为0.95(优于现有技术示例的可靠性因子)的时候可禁用压缩机操作9小时。
应观察到，使用先前的节省方法控制的系统对于甚至任何一天的短暂的时间段都不能在其压缩机空闲时操作。同时，本公开的实施方式的控制系统能够在两种日子里使HVAC系统的压缩机空闲相当大的时间段，同时支持相同水平或更好的设备可靠性。
本文中所公开的系统和方法的实施方式可包括根据固定的温度设定值来操作以维持设备可靠性。而且，更多一些的操作参数的添加可使得控制系统的操作员以减少的能量成本的形式受益。例如，额外的控制系统度量可通知控制系统的软件做出关于多“努力地”驱动压缩机以补偿特定节省时段期间的更暖的供应温度的更明智的决定。这些度量可使操作偏向更少的节省时段以便在DX操作期间节约能量。而且，关于高峰需求电力成本相对于非高峰需求成本的信息可足够地通知控制系统的软件根据能量的实际成本来改善操作配置文件。另外，将自动季节性变动添加到可靠性因子(在寒冷月份中较低的供应温度，在温暖月份中较高的供应温度)能允许顾客通过在冬季月份中基本上捕获更便宜的X因子偏移并将其应用在更贵的夏季月份来进一步地节约能源。
本文所描述的包括上文讨论的基于模拟的最优方法的各个方面和功能可以被包括为在一个或者多个计算机系统中执行的专用硬件或者软件部件。例如，可使用计算机实施计算机系统和/或上文描述的方法的一个或多个行动，其中至少一个行动是在设置在计算机中的软件程序中实施的。计算机系统的非限制性示例除其他之外包括网络设备、个人计算机、工作站、大型机、联网的客户端、服务器、媒体服务器、应用服务器、数据库服务器以及网络服务器。计算机系统的其他示例可以包括移动计算设备(如蜂窝电话和个人数字助理)以及网络设备(如负载均衡器、路由器和交换机)。此外，各方面可以位于单个计算机系统上，或者可以分布在被连接到一个或多个通信网络的多个计算机系统之间。
例如，各个方面和功能可以分布在被配置成提供服务给一个或多个客户端计算机或作为分布式系统的一部分执行总体任务的一个或多个计算机系统之间。此外，各方面可以在包括分布在执行各种功能的一个或多个服务器系统之间的部件的客户端服务器或多层系统上执行。因此，示例不限于在任何特定系统或者一组系统上执行。此外，可以以软件、硬件或者固件、或者它们的任何组合来实施方面和功能。因此，可以在方法、动作、系统、系统元件和使用各种各样的硬件和软件配置的部件内实施方面和功能，并且示例不局限于任何特定的分布式架构、网络或者通信协议。
参照图9，示出了在其中各个方面和功能被实践的分布式计算机系统500的框图。如图所示，分布式计算机系统500包括交换信息的一个或多个计算机系统。更具体地，分布式计算机系统500包括计算机系统/设备502、504和506。如所示，计算机系统/设备502、504和506通过通信网络508互连并可通过通信网络208交换数据。网络508可包括计算机系统可通过其交换数据的任意通信网络。为了使用网络508交换数据，计算机系统/设备502、504和506以及网络508可以使用各种方法、协议和标准，其尤其包括光纤通道、令牌环、以太网、无线以太网、蓝牙、IP、IPV6、TCP/IP、UDP、DTN、HTTP、FTP、SNMP、SMS、MMS、SS7、JSON、SOAP、CORBA、REST和Web服务。为了确保数据传输是安全的，计算机系统502、504和506可以使用多种安全措施经由网络508发送数据，这些安全措施包括例如，TSL、SSL或VPN。虽然分布式计算机系统500图示了三个联网的计算机系统，但是分布式计算机系统500不限于此，且可包括使用任何介质和通信协议联网的任意数量的计算机系统和计算设备。
如在图9中所示，计算机系统502包括处理器510、存储器512、互连元件514、接口516和数据储存元件518。为了实施本文中所公开的方面、功能和过程中的至少一些，处理器510执行产生操纵的数据的一系列指令。处理器510可以是任意类型的处理器、多处理器或计算机系统。一些示例性处理器包括市场上可购买到的处理器，例如Intel Atom、Itanium、Core、Celeron、或Pentium处理器、AMD Opteron处理器、Apple A4或A5处理器、SunUltraSPARC、或IBM Power5+处理器和IBM主机芯片。处理器510通过互连元件514连接到其他系统部件，包括一个或多个存储器设备512。
存储器512在计算机系统502的操作期间存储程序和数据。因此，存储器512可以是相对高性能、易失性、随机存取存储器，譬如动态随机存取存储器(“DRAM”)或静态存储器(“SRAM”)。然而，存储器512可包括用于储存数据的任何设备，譬如盘驱动器或其他非易失性储存设备。各个示例可将存储器512组织成特定的结构，以及在一些情况下可将其组织成独特的结构，以执行本文中所公开的功能。这些数据结构其大小可设置并组织成储存对于特定数据和数据类型的值。
计算机系统502的部件通过譬如互连元件514的互连元件耦合。互连元件514可以包括一个或多个物理总线(例如，集成在相同的机器内的部件之间的总线)，但是可以包括在包含诸如IDE、SCSI、PCI和InfiniBand的专门或标准计算总线技术的系统元件之间耦合的任何通信。互连元件514使通信(诸如数据和指令)能够在计算机系统502的系统部件之间进行交换。
计算机系统502还包括一个或多个接口设备516，譬如输入设备、输出设备以及组合的输入/输出设备。接口设备可接收输入或提供输出。更具体地，输出设备可呈现信息以用于外部呈现。输入设备可从外部源接收信息。接口设备的例子包括键盘、鼠标设备、轨迹球、麦克风、触摸屏、打印设备、显示屏、扬声器、网络接口卡，等等。接口设备允许计算机系统502与例如用户和其他系统的外部实体交换信息和通信。
数据储存元件518包括计算机可读并可写的非易失性或非暂时性的数据储存介质，其中储存有定义由处理器510执行的程序或其他对象的指令。数据储存元件518还可包括在介质上或其中记录的信息，并且其在程序的执行期间由处理器510处理。更具体地，信息可被存储在一个或多个数据结构中，其特别配置为保存存储空间或提高数据交换性能。指令可持续地被存储为编码的信号，以及指令可使处理器510执行本文中所描述的任何功能。例如，介质可以是光盘、磁盘或闪存等。在操作中，处理器510或某种其他计算机系统使数据从非易失性记录介质读取到另一存储器(譬如存储器512)中，其允许通过处理器510比被包括在数据储存元件518中的储存介质更快地访问信息。存储器可位于数据储存元件518中或存储器512中，然而，处理器510操纵存储器内的数据，并随后在处理完成之后将数据复制到与数据储存元件518相关联的储存介质。多种部件可管理储存介质和其他存储元件之间的数据移动，且示例不限于特定的数据管理部件。此外，示例不限于特定的存储系统或数据储存系统。
虽然计算机系统502通过示例被示出作为根据其可实践各个方面和功能的一种类型的计算机系统，但是方面和功能不限于在计算机系统502上实施。各个方面和功能可以在具有与在图9中所示的不同的体系结构或部件的一个或多个计算机上实践。例如，计算机系统502可包括特别编程的专用硬件，譬如被定制用于执行本文中所公开的特定操作的专用集成电路(“ASIC”)。而另一示例可使用以IBM PowerPC处理器运行MAC OS X的几个通用计算设备以及运行专有的硬件和操作系统的几个专门的计算设备的网格来执行相同的功能。
计算机系统502可以是包括管理被包括在计算机系统502中的硬件元件的至少部分的操作系统的计算机系统。在一些示例中，处理器或计算机系统(譬如处理器510)执行操作系统。可以被执行的特定的操作系统的示例包括基于Windows的操作系统，诸如，购自微软公司的Windows 8操作系统、购自苹果计算机的MAC OS X操作系统或iOS操作系统、许多基于Linux的操作系统发布中的一个，例如，购自Red Hat公司的Enterprise Linux操作系统、购自Sun Microsystems的Solaris操作系统，或可得自各种来源的UNIX操作系统。可使用许多其他操作系统，且示例不限于任何特定的操作系统。
处理器510和操作系统共同界定以高级编程语言书写应用程序用的计算机平台。这些部件应用可以是可执行的、中间的、字节代码或解释代码，其使用通信协议(例如，TCP/IP)通过通信网络(例如，互联网)进行通信。类似地，方面可使用面向对象的编程语言来实施，譬如.Net、SmallTalk、Java、C++、Ada、C#(C-Sharp)、Python或JavaScript。也可使用其他面向对象的编程语言。可选地，可使用功能、脚本或逻辑编程语言。
此外，各个方面以及功能可以被在非编程环境中实现，非编程环境例如以HTML、XML或其他格式创建的当在浏览器程序的窗口中查看时可以呈现图形用户界面的方面或执行其他功能的文档。此外，各种示例可被实施为编程的或非编程的元素，或它们的任意组合。例如，web页面可以使用HTML来实施而从web页面内调用的数据对象可以用C++或Python来编写。因此，示例不限于特定的编程语言，且能够使用任意合适的编程语言。因此，本文所公开的功能部件可以包括被配置成执行本文描述的功能的多种多样的元件(例如，专门的硬件、可执行代码、数据结构或对象)。
在一些示例中，本文中所公开的部件可读取实行由部件所执行的功能的参数。这些参数可被物理地储存在任何形式的合适的存储器中，包括易失性存储器(譬如RAM)或非易失性存储器(譬如磁性硬盘驱动)。另外，参数可被逻辑地储存在适当的数据结构(譬如由用户模式应用定义的数据库或文件)中或共享数据结构(譬如由操作系统定义的应用注册表)中。另外，一些示例提供了系统和用户界面两者，其允许外部实体修改参数并从而配置部件的行为。
虽然已经公开了示例性实施方式，但是其中可以做出很多修改、添加和删除而不脱离如在所附权利要求中阐述的本公开和其等价物的精神和范围。

Claims (20)

1.一种最小化用于IT空间的HVAC系统中的压缩机使用的方法，所述方法包括：
配置HVAC系统以冷却IT空间；
提供控制系统以操作所述HVAC系统，所述控制系统具有软件，所述软件被配置成预测对于预定时间段的未来部分的节省模式最小可获得X因子连同跟踪对于所述预定时间段的过去时期的累积X因子，从而识别必须增强压缩机操作以获得在所述预定时间段上总计的用户选择的X因子的未来时间，所述预定时间段具有能够处在过去的用户选择的起始日期以及具有未来的结束日期的用户选择的持续时间，其中，X因子被确立为设备可靠性的度量；
向所述控制系统提供至少一个参数，所述至少一个参数包括X因子历史和所述预定时间段的未来部分的天气预测；
为每个预测间隔设置温度设定值；以及
根据用于所述IT空间的最大温度参数和最小温度参数来分析所述温度设定值，其中所述温度设定值违反所述最大温度参数的间隔被指定为所述压缩机将操作的间隔，而所述温度设定值违反所述最小温度参数的间隔被指定为最小温度设定值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，一旦最小温度参数和最大温度参数被满足，则所述控制系统使用所述IT空间的历史温度计算所述预定时间段的X因子，如果所述历史温度存在的话，且如果该X因子在这个调整之后是不可获得的，则将具有最高温度设定值的间隔添加到将操作所述压缩机的间隔组，且再次尝试所述调整。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，如果所述X因子需要向上的调整，则所述软件向上调整节省间隔的温度，始于具有最小温度设定值的间隔，直到获得X因子设定值。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，使用先前的节省方法来控制所述HVAC系统，所述先前的节省方法对于在任何一天的短暂的时间段都不能在其压缩机空闲时操作。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述HVAC系统能够在温暖和凉爽的日子里使其压缩机空闲相当大的时间段。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述至少一个参数还包括配置所述控制系统的所述软件以做出关于多“努力地”驱动压缩机以补偿节省时段期间的更暖的供应温度的更明智的决定。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述软件包括度量以使操作偏向更少的节省时段以便在压缩机操作期间节约能量。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，关于高峰需求电力成本相对于非高峰需求成本的信息通知所述软件根据能量的实际成本来改善操作配置文件。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，在可靠性因子中自动季节性变动的添加通过在冬季月份中捕获更便宜的X因子偏移并将其应用在更贵的夏季月份来进一步地实现能源节省。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括连续监测测量的参数并将所述测量的参数报告给所述控制系统的所述软件。
11.根据权利要求1所述的方法，还包括设置所述X因子。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述IT空间包括被配置成支持电子设备的多个设备机架，且其中，所述HVAC系统包括被固定到多个设备机架的热敏电阻，这导致气流测量容忍分散的IT群、高度变化的IT气流率和气流方向。
13.一种最小化用于IT空间的HVAC系统中的压缩机使用的系统，包括：
HVAC系统，所述HVAC系统被配置成冷却IT空间；以及
控制系统，所述控制系统被耦合至所述HVAC系统的部件以操作所述HVAC系统，所述控制系统具有软件，所述软件被配置成预测对于预定时间段的未来部分的节省模式最小可获得X因子连同跟踪对于所述预定时间段的过去时期的累积X因子，从而识别必须增强压缩机操作以获得在所述预定时间段中总计的用户选择的X因子的未来时间，所述预定时间段具有能够处在过去的用户选择的起始日期以及具有未来的结束日期的用户选择的持续时间，其中，X因子被确立为设备可靠性的度量；所述控制系统被配置成：
设置X因子；
接收至少一个参数，所述至少一个参数包括X因子历史和所述预定时间段的未来部分的天气预测；
为每个预测间隔设置温度设定值；以及
根据用于所述IT空间的最大温度参数和最小温度参数来分析所述温度设定值并归一化所述温度设定值，其中所述温度设定值违反所述最大温度参数的间隔被指定为所述压缩机将操作的间隔，而所述温度设定值违反所述最小温度参数的间隔被指定为最小温度设定值。
14.根据权利要求13所述的最小化用于IT空间的HVAC系统中的压缩机使用的系统，其中，一旦最小温度参数和最大温度参数被满足，则所述控制系统使用所述IT空间的历史温度计算所述预定时间段的X因子，如果所述历史温度存在的话，且如果该X因子在这个调整之后是不可获得的，则具有最高温度设定值的间隔被添加到将操作所述压缩机的间隔组，且所述调整被再次尝试，且如果所述X因子需要向上的调整，则所述软件向上调整节省间隔的温度，始于具有最小温度设定值的间隔，直到获得X因子设定值。
15.根据权利要求14所述的最小化用于IT空间的HVAC系统中的压缩机使用的系统，其中，所述HVAC系统被使用先前的节省方法来控制，所述先前的节省方法对于在任何一天的短暂的时间段都不能够在其压缩机空闲时操作，所述HVAC系统能够在温暖和凉爽的日子里使其压缩机空闲相当大的时间段。
16.根据权利要求14所述的最小化用于IT空间的HVAC系统中的压缩机使用的系统，其中，所述至少一个参数还包括配置所述控制系统的所述软件以做出关于多“努力地”驱动压缩机以补偿节省时段期间的更暖的供应温度的更明智的决定。
17.根据权利要求16所述的最小化用于IT空间的HVAC系统中的压缩机使用的系统，其中，所述软件包括度量以使操作偏向更少的节省时段以便在压缩机操作期间节约能量。
18.根据权利要求17所述的最小化用于IT空间的HVAC系统中的压缩机使用的系统，其中，关于高峰需求电力成本相对于非高峰需求成本的信息通知所述软件根据能量的实际成本来改善操作配置文件。
19.根据权利要求16所述的最小化用于IT空间的HVAC系统中的压缩机使用的系统，其中，在可靠性因子中自动季节性变动的添加通过在冬季月份中捕获更便宜的X因子偏移并将其应用在更贵的夏季月份来进一步地实现能源节省。
20.根据权利要求13所述的最小化用于IT空间的HVAC系统中的压缩机使用的系统，还包括连续监测测量的参数并向所述控制系统的所述软件报告所述测量的参数，所述测量的参数包括温度、功耗和HVAC系统规格数据的至少一个。
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