CN112752471B - 一种数据中心散热设备的控制方法和装置、及散热设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种数据中心散热设备的控制方法和装置、及散热设备，该方法包括：若服务器机柜功率小于或等于第一预设功率阈值开启服务器风扇；若所述服务器机柜功率大于所述第一预设功率阈值，关闭全部或部分所述服务器风扇并开启所述服务器机柜空调其中，服务器机柜内设有服务器，所述服务器内设有服务器风扇；服务器机柜空调设于所述服务器机柜侧壁，所述服务器机柜空调与所述服务器相对设置。本发明提供数据中心散热设备的控制方法和装置、及散热设备，采用新型空调散热结构，与机柜内服务器相对设置，对机柜空调风机和服务器内的风扇进行优化控制，通过高效节能的空调风机运行，能够大幅降低大功率服务器机柜的总能耗。

Description

一种数据中心散热设备的控制方法和装置、及散热设备
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种数据中心散热设备的控制方法和装置、及散热设备。
背景技术
服务器机柜散热普遍采用小风机，即风扇。其属于一种从动的流体机械，依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体，可以将服务器工作时产生的大量热空气从机柜中排出，排出空气后给机柜带来负压，从而使外界空气进入机柜，对机柜中的服务器进行冷却降温。
未来用于数据中心的服务器机柜，都在向大功率发展。对于大功率服务器机构，尤其是功率超过20KW的机柜，用于散热的小风扇数量非常多，总功率非常高，能耗巨大，难以满足绿色环保低碳的要求。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种数据中心散热设备的控制方法和装置、及散热设备，以解决大功率服务器机柜能耗高的问题。
根据本发明的第一方面，提供一种数据中心散热设备的控制方法所述控制方法包括：
若服务器机柜功率小于或等于第一预设功率阈值开启服务器风扇；
若所述服务器机柜功率大于所述第一预设功率阈值，关闭全部或部分所述服务器风扇并开启所述服务器机柜空调；
其中，服务器机柜内设有服务器，所述服务器内设有服务器风扇；
服务器机柜空调设于所述服务器机柜侧壁，所述服务器机柜空调与所述服务器相对设置。
进一步，本发明所述的控制方法，所述关闭所述服务器风扇的步骤包括：
根据所述服务器机柜功率控制所述服务器风扇的关闭数量；其中，所述服务器风扇的关闭数量与所述服务器机柜功率呈正比例关系。
进一步，本发明所述的控制方法，所述开启所述服务器机柜空调的步骤包括：
根据所述服务器机柜功率控制所述服务器机柜空调的工作功率；其中，所述服务器机柜空调的工作功率与所述服务器机柜功率呈正比例关系。
进一步，本发明所述的控制方法，还包括：
若所述服务器机柜空调停止工作，开启所述服务器风扇。
进一步，本发明所述的控制方法，在所述服务器机柜空调停止工作状态下，所述开启所述服务器风扇的步骤包括：
根据所述服务器机柜功率控制所述服务器风扇的开启数量；其中，所述服务器风扇的开启数量与所述服务器机柜功率呈正比例关系。
进一步，本发明所述的控制方法，还包括：
若所述服务器机柜功率超过所述第二预设功率阈值，开启所述服务器风扇并开启所述服务器机柜空调；其中，所述第二预设功率阈值大于所述第一预设功率阈值。
进一步，本发明所述的控制方法，所述服务器机柜空调与所述服务器以预设距离相间隔。
根据本发明的第二方面，提供一种数据中心散热设备的控制装置，包括：
低功耗模式控制模块，用于若服务器机柜功率小于或等于第一预设功率阈值，开启服务器风扇；
高功耗模式控制模块，用于若所述服务器机柜功率大于所述第一预设功率阈值，关闭全部或部分所述服务器风扇并开启所述服务器机柜空调；
其中，服务器机柜内设有服务器，所述服务器内设有服务器风扇；
服务器机柜空调设于所述服务器机柜侧壁，所述服务器机柜空调与所述服务器相对设置。
进一步，本发明所述的控制装置，所述高功耗模式控制模块包括：服
务器风扇控制子模块，用于根据所述服务器机柜功率控制所述服务器风扇的关闭数量；其中，所述服务器风扇的关闭数量与所述服务器机柜功率呈正比例关系。
进一步，本发明所述的控制装置，所述高功耗模式控制模块还包括：
服务器机柜空调控制子模块，用于根据所述服务器机柜功率控制所述服务器机柜空调的工作功率；其中，所述服务器机柜空调的工作功率与所述服务器机柜功率呈正比例关系。
进一步，本发明所述的控制装置，其特征在于，还包括：
应急模式控制模块，用于若所述服务器机柜空调停止工作，开启所述服务器风扇。
进一步，本发明所述的控制装置，所述应急模式控制模块具体用于：
在所述服务器机柜空调停止工作状态下，根据所述服务器机柜功率控制所述服务器风扇的开启数量；其中，所述服务器风扇的开启数量与所述服务器机柜功率呈正比例关系。
进一步，本发明所述的控制装置，还包括：
高温模式控制模块，用于若所述服务器机柜功率超过所述第二预设功率阈值，开启所述服务器风扇并开启所述服务器机柜空调；其中，所述第二预设功率阈值大于所述第一预设功率阈值。
进一步，本发明所述的控制装置，所述服务器机柜空调与所述服务器以预设距离相间隔。根据本发明的第三方面，提供一种数据中心散热设备，包括：服务器机柜和服务器机柜空调；
其中，所述服务器机柜内设有服务器，所述服务器内设有服务器风扇；
所述服务器机柜空调设于所述服务器机柜侧壁，所述服务器机柜空调与所述服务器相对设置；
所述数据中心散热设备还包括：本发明第二方面所述的控制装置。
根据本发明的第四方面，提供一种存储介质，所述存储介质存储计算机程序指令，所述计算机程序指令根据本发明第一方面所述的控制方法进行执行。
根据本发明的第五方面，提供一种计算设备，包括：用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行计算机程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发所述计算设备执行本发明第一方面所述的控制方法。
本发明提供数据中心散热设备的控制方法和装置、及散热设备，采用新型空调散热结构，与机柜内服务器相对设置，对机柜空调风机和服务器内的风扇进行优化控制，通过高效节能的空调风机运行，能够大幅降低大功率服务器机柜的总能耗。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
图1为本发明实施例一的数据中心散热设备的控制方法的流程示意图；
图2为本发明实施例二的数据中心散热设备的控制方法的流程示意图；
图3为本发明实施例三的数据中心散热设备的控制装置的结构示意图；
图4为本发明实施例四的数据中心散热设备的控制装置的结构示意图；
图5为本发明实施例五的数据中心散热设备的机械结构拆分示意图；
图6为本发明实施例五的数据中心散热设备的工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
图1为本发明实施例一的数据中心散热设备的控制方法的流程示意图，如图1所示，本发明实施例一提供的数据中心散热设备的控制方法包括：
步骤S101，若服务器机柜功率小于或等于第一预设功率阈值开启服务器风扇。
步骤S102，若所述服务器机柜功率大于所述第一预设功率阈值，关闭全部或部分所述服务器风扇并开启所述服务器机柜空调。
其中，该控制方法用于数据中心散热设备，该数据中心散热设备包括：服务器机柜和服务器机柜空调。其中，所述服务器机柜内设有若干服务器，每个所述服务器内设有服务器风扇。所述服务器机柜空调通过结构件密封设于所述服务器机柜侧壁，所述服务器机柜空调与各个服务器相对设置，以对各个服务器进行降温散热。服务器风扇由于各个独立工作，其整体散热工作效率一般为35％左右，而服务器机柜空调集中散热，其散热工作效率一般可达到65％左右。
可选地，所述服务器机柜空调与所述服务器以预设距离相间隔，以预留距离，保持空气流通顺畅，并且在维护服务器时给操作人员更自由的工作空间。
例如，服务器机柜功率大于20KW时，其内部的服务器风扇的总能耗很高，可以达到1.6KW左右，同时，服务器机柜空调为克服机柜自身内部空气阻力，也要有0.2KW的能耗，导致服务器机柜总能耗约21.8KW。通过本发明实施例一的控制方法，可以将第一预设功率阈值设为20KW，当服务器机柜功率超过20KW时，将其内部的服务器风扇全部关闭，仅开启服务器机柜空调，空调的高效风机能够同时给服务器和空调换热器提供应有的风量，此时服务器机柜空调能耗只有1.1KW，服务器机柜总能耗约21.1KW，可节省700W的能耗。若服务器机柜功率未超过20KW时，仅通过服务器风扇也可达到散热效果。
图2为本发明实施例二的数据中心散热设备的控制方法的流程示意图，如图2所示，本发明实施例二提供的数据中心散热设备的控制方法包括：步
骤S201，若服务器机柜功率小于或等于第一预设功率阈值开启服务器风扇。
其中，服务器机柜内设有服务器，所述服务器内设有服务器风扇。服务器机柜空调设于所述服务器机柜侧壁，所述服务器机柜空调与所述服务器相对设置。服务器机柜空调与所述服务器以预设距离相间隔。
步骤S202，若所述服务器机柜功率大于所述第一预设功率阈值，根据所述服务器机柜功率控制所述服务器机柜空调的工作功率和所述服务器风扇的关闭数量；其中，所述服务器机柜空调的工作功率、所述服务器风扇的关闭数量均与所述服务器机柜功率呈正比例关系。
其中，如果服务器机柜中的服务器负担加重，整体服务器机柜能耗增加，此时可以关闭部分服务器风扇并将服务器机柜空调的工作功率调整到合适档位，如果整体服务器机柜能耗继续增加，则进一步增加服务器风扇的关闭数量以减轻能耗并增加服务器机柜空调的工作功率以提升散热效果，可以实现在散热效率和能耗之间取得平衡，在保持高效散热的前提下，进一步降低能耗。
步骤S203，若所述服务器机柜空调停止工作，开启所述服务器风扇。
其中，步骤S203的开启所述服务器风扇的步骤可包括：
根据所述服务器机柜功率控制所述服务器风扇的开启数量；其中，所述服务器风扇的开启数量与所述服务器机柜功率呈正比例关系。
例如，当空调需要维修，或者空调风机损坏时，则启动服务器风扇，达到临时给服务器提供风量的作用。其中，随着服务器机柜功率的逐渐升高，增大服务器风扇的开启数量，也可以实现在散热效率和能耗之间取得平衡。
步骤S204，若所述服务器机柜功率超过所述第二预设功率阈值，开启所述服务器风扇并开启所述服务器机柜空调；其中，所述第二预设功率阈值大于所述第一预设功率阈值。
例如，可以设第二预设功率阈值为40KW。若服务器机柜功率进一步超过20KW，达到40KW，此时服务器机柜功率过高，热量也过大，优先考虑的不是能耗而是尽快散热，此时需要同时开启服务器机柜空调和服务器风扇，以尽快散热。
本发明实施例二的数据中心散热设备的控制方法，采用高效的空调风机同时给服务器和空调换热器提供风量，使每台20KW以上机柜节能700W以上。而且可以精确平衡散热效率和能耗之间的关系，并且具有应急预案以避免空调不工作时，停止散热而导致服务器损坏。
图3为本发明实施例三的数据中心散热设备的控制装置的结构示意图，如图3所示，本发明实施例三的数据中心散热设备的控制装置包括：低功耗模式控制模块31和高功耗模式控制模块32。
低功耗模式控制模块31，用于若服务器机柜功率小于或等于第一预设功率阈值，开启服务器风扇；
高功耗模式控制模块32，用于若所述服务器机柜功率大于所述第一预设功率阈值，关闭全部或部分所述服务器风扇并开启所述服务器机柜空调。
其中，服务器机柜内设有服务器，所述服务器内设有服务器风扇；
服务器机柜空调设于所述服务器机柜侧壁，所述服务器机柜空调与所述服务器相对设置。
本发明实施例三的控制装置为本发明实施例一的控制方法的实现装置，其具体原理与本发明实施例一的控制方法相同，此处不再赘述。
图4为本发明实施例四的数据中心散热设备的控制装置的结构示意图，如图4所示，本发明实施例四的数据中心散热设备的控制装置包括：低功耗模式控制模块31、高功耗模式控制模块32、应急模式控制模块33和高温模式控制模块34。
低功耗模式控制模块31，用于若服务器机柜功率小于或等于第一预设功率阈值，开启服务器风扇。
高功耗模式控制模块32，用于若所述服务器机柜功率大于所述第一预设功率阈值，关闭全部或部分所述服务器风扇并开启所述服务器机柜空调。
其中，服务器机柜内设有服务器，所述服务器内设有服务器风扇。服务器机柜空调设于所述服务器机柜侧壁，所述服务器机柜空调与所述服务器相对设置。服务器机柜空调与所述服务器以预设距离相间隔。
其中，高功耗模式控制模块32包括：服务器风扇控制子模块321和服务器机柜空调控制子模块322。
服务器风扇控制子模块321，用于根据所述服务器机柜功率控制所述服务器风扇的关闭数量；其中，所述服务器风扇的关闭数量与所述服务器机柜功率呈正比例关系。
服务器机柜空调控制子模块322，用于根据所述服务器机柜功率控制所述服务器机柜空调的工作功率；其中，所述服务器机柜空调的工作功率与所述服务器机柜功率呈正比例关系。
应急模式控制模块33，用于若所述服务器机柜空调停止工作，开启所述服务器风扇。
所述应急模式控制模块33具体用于：
在所述服务器机柜空调停止工作状态下，根据所述服务器机柜功率控制所述服务器风扇的开启数量；其中，所述服务器风扇的开启数量与所述服务器机柜功率呈正比例关系。
高温模式控制模块34，用于若所述服务器机柜功率超过所述第二预设功率阈值，开启所述服务器风扇并开启所述服务器机柜空调；其中，所述第二预设功率阈值大于所述第一预设功率阈值。
本发明实施例四的控制装置为本发明实施例二的控制方法的实现装置，其具体原理与本发明实施例二的控制方法相同，此处不再赘述。
图5为本发明实施例五的数据中心散热设备的机械结构拆分示意图，图6为本发明实施例五的数据中心散热设备的工作原理示意图，如图5和图6所示，本发明实施例五的数据中心散热设备50包括：服务器机柜51和服务器机柜空调52。
其中，所述服务器机柜51内设有若干阵列排布的服务器511，每个服务器511内设有一个服务器风扇512。
所述服务器机柜空调52设于所述服务器机柜51侧壁，例如设于服务器机柜51后部，所述服务器机柜空调52与若干阵列排布的服务器511相对设置，以对服务器511散热。
其中，数据中心散热设备50还包括：图3或图4所示的控制装置。该控制装置用于控制数据中心散热设备50内的服务器机柜空调52的工作功率和服务器风扇512的启停。
具体地，如图6所示，一个数据中心设备包括若干服务器机柜51。各个服务器机柜51通过隔板514相分隔。数据中心设备设有通道门515，以便工作人员通过。如图6所示，服务器机柜空调52开启，通过自带的高效风机521将服务器511工作产生的热空气沿箭头所示方向排出数据中心设备。从而在数据中心设备内产生负压，使外部冷空气通过顶部通道513进入数据中心设备，从而形成空气循环散热的模式，对大功率服务器机柜进行散热。
本发明实施例五采用的控制装置为本发明实施例三或四的控制装置，其具体原理与本发明实施例三或四的控制装置相同，此处不再赘述。
在本发明一个实施例中，还提供一种存储介质，所述存储介质存储计算机程序指令，所述计算机程序指令根据本发明实施例一或实施例二的控制方法进行执行。
在本发明一个典型的配置中，计算设备均包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
在本发明一个实施例中，还提供一种计算设备，包括：用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行计算机程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发所述计算设备执行实施例一或实施例二所述的控制方法。
计算机可读存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体，可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的装置或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
需要注意的是，本发明可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一些实施例中，本发明的软件程序可以通过处理器执行以实现上文步骤或功能。同样地，本发明的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本发明的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (15)

1.一种数据中心散热设备的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
若服务器机柜功率小于或等于第一预设功率阈值，开启服务器风扇；
若所述服务器机柜功率大于所述第一预设功率阈值，开启服务器机柜空调，并根据所述服务器机柜功率控制所述服务器风扇的关闭数量；其中，所述服务器风扇的关闭数量与所述服务器机柜功率呈正比例关系；
其中，服务器机柜内设有多个阵列排布的服务器，所述服务器内设有所述服务器风扇，所述服务器机柜空调设有多个高效风机；所述服务器机柜空调设于所述服务器机柜侧壁，所述服务器机柜空调与所述服务器相对设置，以使所述多个高效风机与所述服务器机柜内的多个所述服务器风扇相对设置。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述开启服务器机柜空调的步骤包括：
根据所述服务器机柜功率控制所述服务器机柜空调的工作功率；其中，所述服务器机柜空调的工作功率与所述服务器机柜功率呈正比例关系。
3.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，还包括：
若所述服务器机柜空调停止工作，开启所述服务器风扇。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，在所述服务器机柜空调停止工作状态下，所述开启服务器风扇的步骤包括：
根据所述服务器机柜功率控制所述服务器风扇的开启数量；其中，所述服务器风扇的开启数量与所述服务器机柜功率呈正比例关系。
5.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，还包括：
若所述服务器机柜功率超过第二预设功率阈值，开启所述服务器风扇并开启所述服务器机柜空调；其中，所述第二预设功率阈值大于所述第一预设功率阈值。
6.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，所述服务器机柜空调与所述服务器以预设距离相间隔。
7.一种数据中心散热设备的控制装置，其特征在于，包括：
低功耗模式控制模块，用于若服务器机柜功率小于或等于第一预设功率阈值，开启服务器风扇；
高功耗模式控制模块，用于若所述服务器机柜功率大于所述第一预设功率阈值，开启服务器机柜空调，并根据所述服务器机柜功率控制所述服务器风扇的关闭数量；其中，所述服务器风扇的关闭数量与所述服务器机柜功率呈正比例关系；
其中，服务器机柜内设有多个阵列排布的服务器，所述服务器内设有所述服务器风扇，所述服务器机柜空调设有多个高效风机；
所述服务器机柜空调设于所述服务器机柜侧壁，所述服务器机柜空调与所述服务器相对设置，以使所述多个高效风机与所述服务器机柜内的多个所述服务器风扇相对设置。
8.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述高功耗模式控制模块还包括：
服务器机柜空调控制子模块，用于根据所述服务器机柜功率控制所述服务器机柜空调的工作功率；其中，所述服务器机柜空调的工作功率与所述服务器机柜功率呈正比例关系。
9.根据权利要求7或8所述的控制装置，其特征在于，还包括：
应急模式控制模块，用于若所述服务器机柜空调停止工作，开启所述服务器风扇。
10.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，所述应急模式控制模块具体用于：
在所述服务器机柜空调停止工作状态下，根据所述服务器机柜功率控制所述服务器风扇的开启数量；其中，所述服务器风扇的开启数量与所述服务器机柜功率呈正比例关系。
11.根据权利要求7或8所述的控制装置，其特征在于，还包括：
高温模式控制模块，用于若所述服务器机柜功率超过第二预设功率阈值，开启所述服务器风扇并开启所述服务器机柜空调；其中，所述第二预设功率阈值大于所述第一预设功率阈值。
12.根据权利要求7或8所述的控制装置，其特征在于，所述服务器机柜空调与所述服务器以预设距离相间隔。
13.一种数据中心散热设备，其特征在于，包括：服务器机柜和服务器机柜空调；
其中，所述服务器机柜内设有多个阵列排布的服务器，所述服务器内设有服务器风扇，所述服务器机柜空调设有多个高效风机；
所述服务器机柜空调设于所述服务器机柜侧壁，所述服务器机柜空调与所述服务器相对设置，以使所述多个高效风机与所述服务器机柜内的多个所述服务器风扇相对设置；
所述数据中心散热设备还包括：权利要求7至12中任一项所述的控制装置。
14.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储计算机程序指令，所述计算机程序指令根据权利要求1至6中任一项所述的控制方法进行执行。
15.一种计算设备，其特征在于，包括：用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行计算机程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发所述计算设备执行权利要求1至6中任一项所述的控制方法。
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