CN114353283A - 一种机房空调系统控制方法及机房空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机房空调系统控制方法及机房空调系统，计算平均回风温度Tw与设定温度Tp的差值△T；当差值△T＞δ时，增开一台处于未开机状态的距离温度最高的热点区域最近的空调器制冷运行；当差值△T≤‑δ时，关闭一台处于开机状态的距离温度最低的热点区域最近的空调器；当‑δ＜△T≤δ，保持当前空调器开启台数，并保存当前空调器开启台数N1；每隔第二设定时间选择N1台空调器开机；本发明的机房空调系统控制方法及机房空调系统，实现快速响应机房内的温度，消除机房内局部热点，快速实现机房温度均衡，解决了机房内热点区域无法有效降温的问题。

Description

一种机房空调系统控制方法及机房空调系统

技术领域

本发明属于空气调节技术领域，具体地说，是涉及一种机房空调系统控制方法及机房空调系统。

背景技术

大型数据机房内放置的电子设备很多，很容易出现局部热点问题。

机房空调用于机房设备的降温，目前仅通过空调自身固定的温度传感器进行温度设定，而空调自带的温度传感器无法有效的识别整个机房内的局部重点位置的热点问题。实际使用中，存在部分过热区域无法有效降温的问题。

另外，盲目送风没有指向性，导致整个机房内温度不均匀，容易出现能源浪费的问题。

发明内容

本发明提供了一种机房空调系统控制方法，解决了机房内热点区域无法有效降温的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种机房空调系统控制方法，所述机房空调系统包括N台空调器，所述机房内具有多个热点区域；所述控制方法包括：

(1)计算平均回风温度Tw与设定温度Tp的差值△T；△T＝Tw-Tp；

其中，

T_i为第i台空调器的室内回风口处的温度，i＝1,2,3,...,N；

(2)当差值△T＞δ时，开启其中一台空调器，且制冷运行；δ为精度值；

(3)重新计算差值△T；

(4)根据差值△T的大小，执行下述步骤：

(41)若△T＞δ，则增开一台处于未开机状态的距离温度最高的热点区域最近的空调器制冷运行，第一设定时间后返回步骤(3)；

(42)若△T≤-δ，则关闭一台处于开机状态的距离温度最低的热点区域最近的空调器，第一设定时间后返回步骤(3)；

(43)若-δ＜△T≤δ，则保存当前空调器开启台数N1，执行步骤(5)；

(5)每隔第二设定时间选择N1台空调器开启运行。

进一步的，所述步骤(5)具体包括：

每隔第二设定时间，依次循环选择N1台空调器开启运行。

又进一步的，在所述步骤(42)中，返回步骤(3)之前，还包括：

次数m加1，若次数m＜设定次数，则第一设定时间后返回步骤(3)；若次数m≥设定次数，则保存当前空调器开启台数N1，执行步骤(5)。

更进一步的，在次数m≥设定次数时，步骤(5)具体包括：

每隔第二设定时间，依次循环选择N1台空调器开启运行，并在△T＞δ时增开一台未开机状态的空调器制冷运行，在△T≤-δ时控制该增开的空调器待机。

再进一步的，所述在△T＞δ时增开一台未开机状态的空调器制冷运行，具体包括：

当△T＞δ时，增开一台未开机状态的空调器中累计运行时间最短的空调器制冷运行。

进一步的，在步骤(5)中，还包括：

当△T≤δ，且温度最高的热点区域的温度与平均回风温度Tw的差值在设定差值范围内时，则控制处于开机状态的距离温度最高的热点区域最近的一台空调器的吹风方向朝向该热点区域。

又进一步的，所述控制方法还包括：

在控制处于开机状态的距离温度最高的热点区域最近的一台空调器的吹风方向朝向该热点区域第三设定时间后，如果该热点区域仍是温度最高的热点区域，且与平均回风温度Tw的差值在设定差值范围内，则控制处于开机状态的距离该热点区域第二近的一台空调器的吹风方向朝向该热点区域。

更进一步的，所述设定次数为2。

再进一步的，所述控制方法还包括：

任选一个空调器为主机，其余空调器为从机；主机控制每个从机的运行；

在步骤(2)中开启的空调器为主机或者距离温度最高的热点区域最近的空调器。

基于上述机房空调系统控制方法的设计，本发明还提出了一种机房空调系统，采用所述的机房空调系统控制方法。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的机房空调系统控制方法及机房空调系统，计算平均回风温度Tw与设定温度Tp的差值△T；当差值△T＞δ时，增开一台处于未开机状态的距离温度最高的热点区域最近的空调器制冷运行；当差值△T≤-δ时，关闭一台处于开机状态的距离温度最低的热点区域最近的空调器；当-δ＜△T≤δ，保持当前空调器开启台数，并保存当前空调器开启台数N1；每隔第二设定时间选择N1台空调器开机；本发明的机房空调系统控制方法及机房空调系统，实现快速响应机房内的温度，消除机房内局部热点，快速实现机房温度均衡，解决了机房内热点区域无法有效降温的问题。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明所提出的机房空调系统控制方法的一种实施例的流程图；

图2是图1中步骤S42的具体流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

针对目前机房内热点区域无法有效降温的技术问题，本发明提出了一种机房空调系统控制方法及机房空调系统，通过对空调器的启停控制以及出风方向控制，实现机房内热点区域的有效降温。下面，结合附图对本发明的机房空调系统控制方法及机房空调系统进行详细说明。

机房内设置有机房空调系统，机房空调系统包括N台空调器。每台空调器的室内机放置在机房内。

每台空调器的室内回风口处(即空调器的室内机的回风口)设置有温度检测模块，用于检测回风口处的温度，检测到的温度信号传输至空调器的控制板。即使空调器处于关机状态，其温度检测模块及控制板仍然可以正常运行，温度检测模块正常检测回风口处的温度，并传输至控制板，控制板正常进行信号的处理及传输。

每台空调器的室内出风口具有摆风组件，可以调整出风方向，直接吹向某个热点区域。

机房内具有多个热点区域。机房内的重点局部热设备处容易形成热点区域，因此，在每个重点局部热设备处增加温度传感器，用于检测热点区域的温度，并实时传输至空调器。空调器能够识别温度传感器固定的方向位置；每台空调器都可以获知每个温度传感器的位置以及与每个温度传感器的直线距离。

机房空调系统的N台空调器中，任选其中一台空调器为主机，其余空调器为从机，主机控制每个从机的运行，便于整个机房空调系统的管理控制。从机接收到的回风口处的温度信号以及热点区域的温度信号都传输至主机。

实施例一、

本实施例的机房空调系统控制方法，主要包括下述步骤，参见图1所示。

机房空调系统上电后，执行下述步骤。

步骤S1：计算平均回风温度Tw与设定温度Tp的差值△T；△T＝Tw-Tp。

其中，

T_i为第i台空调器的室内回风口处的温度，i＝1,2,3,...,N。

T1为第1台空调器的室内回风口处的温度；

T2为第2台空调器的室内回风口处的温度；

……

TN为第N台空调器的室内回风口处的温度。

Tw＝(T1+T2+T3+……+TN)/N。

设定温度Tp为目标温度，由主机设定。

首先，通过每台空调器的室内回风口处的温度检测模块，获取每台空调器的室内回风口处的温度。即获得了N个温度值。

然后，计算N个温度值的平均值，获得平均回风温度Tw。

最后，计算△T＝Tw-Tp。

步骤S2：判断△T是否大于δ。δ为精度值，由主机设定。

如果差值△T不大于δ，说明机房内温度不高，无需制冷，则不开启空调器。

如果差值△T＞δ，说明机房内温度较高，需要机房空调系统制冷运行，则开启其中一台空调器，且制冷运行。该空调器制冷运行第一设定时间后，执行步骤S3。

在本步骤中开启的空调器为主机，以便于整个机房空调系统的控制。或者，在本步骤中开启的空调器为距离温度最高的热点区域最近的一台空调器，以尽快降低最热热点区域的温度。

通过实时获取每个热点区域的温度，并进行比较，然后得出温度最高的热点区域和温度最低的热点区域。

步骤S3：重新计算差值△T。

重新获取平均回风温度Tw与设定温度Tp，并重新计算△T＝Tw-Tp。然后执行步骤S4。

步骤S4：根据差值△T的大小，执行下述步骤：

步骤S41：若△T＞δ，说明机房内温度较高，则增开一台处于未开机状态的距离温度最高的热点区域最近的空调器制冷运行，第一设定时间后返回步骤S3。

因此，如果△T＞δ，则在未开机状态的空调器中，将距离温度最高的热点区域最近的空调器制冷运行，使得温度最高的热点区域尽快降温，防止局部温度过高，实现热点区域的有效降温。

步骤S42：若△T≤-δ，说明机房内温度较低，则关闭一台处于开机状态的距离温度最低的热点区域最近的空调器，第一设定时间后返回步骤S3。

因此，如果△T≤-δ，则在开机状态的空调器中，将距离温度最低的热点区域最近的空调器关闭，既避免浪费能源，又避免影响温度较高的热点区域的降温。

步骤S43：若-δ＜△T≤δ，说明机房内温度合适，则保持当前空调器开启台数，并保存当前空调器开启台数N1，执行步骤S5。当然，N1≤N。

在本实施例中，第一设定时间为5分钟～10分钟，选择该时间范围，既避免时间过长导致无法及时获知机房内的温度变化，又避免时间过短导致计算过于频繁增加空调器负担。

步骤S5：每隔第二设定时间选择N1台空调器开启运行。

通过S4确定出的N1，为机房空调系统所需的空调器开机台数。每隔第二设定时间选择N1台空调器开机。

第二设定时间＞第一设定时间。在本实施例中，第二设定时间为3小时～5小时，选择该时间范围，既避免时间过长导致空调器疲劳运行影响寿命；又避免时间过短导致频繁启停空调器。

δ为温度控制精度值。在本实施例中，δ为3℃～5℃，选择该温度范围，既避免取值过大导致的空调器对制冷需求不灵敏，不能及时满足机房的制冷需求；又避免取值过小导致的空调器对制冷需求过于灵敏，导致频繁启停空调器，影响空调器寿命。

本实施例的机房空调系统控制方法，计算平均回风温度Tw与设定温度Tp的差值△T；当差值△T＞δ时，增开一台处于未开机状态的距离温度最高的热点区域最近的空调器制冷运行；当差值△T≤-δ时，关闭一台处于开机状态的距离温度最低的热点区域最近的空调器；当-δ＜△T≤δ，保持当前空调器开启台数，并保存当前空调器开启台数N1；每隔第二设定时间选择N1台空调器开机；本实施例的机房空调系统控制方法，快速响应机房内的温度，消除机房内局部热点，快速实现机房温度均衡，解决了机房内热点区域无法有效降温的问题。

在本实施例中，步骤S5具体包括：每隔第二设定时间，依次循环选择N1台空调器开启运行。即所有的空调器轮值运行，避免空调器疲劳运行，以平衡每个空调器的寿命。

假设，机房空调系统包括10台空调器，编号为1#、2#、3#、……、10#，即N＝10，空调器开启台数N1＝6。每隔第二设定时间(如3小时)，依次循环选择6个空调器开启。

例如，步骤S1～S4中开启的6台空调器为1#、2#、3#、4#、5#、6#，这6台空调器运行第二设定时间后，选择7#、8#、9#、10#、1#、2#空调器开启运行。

7#、8#、9#、10#、1#、2#空调器开启运行第二设定时间后，选择3#、4#、5#、6#、7#、8#空调器开启运行第二设定时间。

……，依次循环，从而平衡每台空调器的运行时间，平衡每台空调器的使用寿命。

作为本实施例的一种优选设计方案，在步骤S42中，返回步骤S3之前，还包括：次数m加1，若次数m＜设定次数，则第一设定时间后返回步骤S3；若次数m≥设定次数，则保存当前空调器开启台数N1，执行步骤S5。

次数m为步骤S42的执行次数，在步骤S1中次数m清零。

即步骤S42具体包括下述步骤，参见图2所示。

若△T≤-δ，则关闭一台处于开机状态的距离温度最低的热点区域最近的空调器，次数m加1；然后判断次数m与设定次数的大小关系；

若次数m＜设定次数，说明进入步骤S42次数较少，则第一设定时间后返回步骤S3；

若次数m≥设定次数，说明进入步骤S42次数较多，说明机房空调系统在增开一台空调器与关闭一台空调器之间反复执行，可以得知如果开启N1台空调器，则不满足制冷需求，如果开启N1+1台空调器，则制冷过剩，浪费能源；为了保证空调系统运行稳定，则在次数m≥设定次数时，保存当前空调器开启台数N1，执行步骤S5。

在次数m≥设定次数时，步骤S5具体包括：每隔第二设定时间，依次循环选择N1台空调器开启运行，并在△T＞δ时增开一台未开机状态的空调器制冷运行，在△T≤-δ时控制该增开的空调器待机，从而既满足机房制冷需求，又避免制冷过剩浪费能源。

即每隔第二设定时间，依次循环选择N1台空调器开机运行，再根据△T与δ的关系灵活控制另一台空调器启停，以满足机房制冷需求。

作为本实施例的一种优选设计方案，在△T＞δ时增开一台未开机状态的空调器制冷运行，具体包括：

当△T＞δ时，增开一台未开机状态的空调器中累计运行时间最短的空调器制冷运行，以平衡每台空调器的使用寿命。

设定次数由主机设定。在本实施例中，设定次数为2。在进入步骤S42两次，即关停2次空调器后，保存当前空调器开启台数N1，然后执行步骤S5。选择上述次数，既避免取值过大导致空调器频繁增开、关停空调器而无法进入S5，又避免取值过小导致对所需空调器开启台数的误判断。

假设，m≥2时，保存当前空调器开启台数N1，N1＝6，执行步骤S5。在步骤S5中，每隔第二设定时间(如3小时)，依次循环选择6个空调器开启。

例如，步骤S1～S4中开启的6台空调器为1#、2#、3#、4#、5#、6#，这6台空调器运行第二设定时间后，选择7#、8#、9#、10#、1#、2#空调器开启运行。

在7#、8#、9#、10#、1#、2#空调器运行期间，如果△T＞δ，则从3#、4#、5#、6#中选择累计运行时间最短的4#空调器制冷运行，如果△T≤-δ，则控制增开的4#空调器待机。

在7#、8#、9#、10#、1#、2#开启运行第二设定时间后，选择3#、4#、5#、6#、7#、8#空调器开启运行。

在3#、4#、5#、6#、7#、8#空调器运行期间，如果△T＞δ，则从9#、10#、1#、2#中选择累计运行时间最短的10#空调器制冷运行，如果△T≤-δ，则控制增开的10#空调器待机。

在3#、4#、5#、6#、7#、8#空调器运行第二设定时间后，选择9#、10#、1#、2#、3#、4#开启运行。

……，依次循环，在满足制冷需求的同时，平衡每台空调器的运行时间，平衡每台空调器的使用寿命。

在机房空调系统运行稳定后，还需要对空调器出风方向进行调整。

因此，在步骤S5中，还包括下述步骤：

当△T≤δ，且温度最高的热点区域的温度与平均回风温度Tw的差值在设定差值范围内时，则控制处于开机状态的距离温度最高的热点区域最近的一台空调器的吹风方向朝向该热点区域。

△T≤δ，说明机房整体温度已经不高；温度最高的热点区域的温度与平均回风温度Tw的差值在设定差值范围内，说明温度最高的热点区域的温度较高，机房存在局部热点，因此，控制距离该热点区域最近的一台开机状态的空调器吹向该热点区域，以快速降低该热点区域的温度，消除局部热点。

作为本实施例的一种优先设计方案，所述控制方法还包括：

在控制处于开机状态的距离温度最高的热点区域最近的一台空调器的吹风方向朝向该热点区域第三设定时间后，如果该热点区域仍是温度最高的热点区域，且该热点区域的温度与平均回风温度Tw的差值仍在设定差值范围内，则控制处于开机状态的距离该热点区域第二近的一台空调器的吹风方向也朝向该热点区域，以快速降低该热点区域的温度，消除局部热点。

第三设定时间后，如果该热点区域仍是温度最高的热点区域，且该热点区域的温度与平均回风温度Tw的差值仍在设定差值范围内，则控制处于开机状态的距离该热点区域第三近的一台空调器的吹风方向朝向该热点区域。

依次运行，直至该热点区域不是温度最高的热点区域或该热点区域的温度与平均回风温度Tw的差值不在设定差值范围内。然后，重新获取新的温度最高的热点区域，并按照上述方法判断是否调整空调器的出风方向朝向该新的温度最高的热点区域。

在本实施例中，设定差值范围为大于5℃。

例如，在步骤S5中，当启动的空调器>2台，且△T≤δ，且温度最高的热点区域的温度与平均回风温度Tw的差值大于5℃时，调整距离温度最高的热点区域最近的1台空调器的出风方向，方向指向温度最高的热点区域，运行第三设定时间后，如果该热点区域仍然为温度最高的热点区域，且与Tw的差值大于5℃，则调动相邻第2台空调器吹向该热点区域；如果第三设定时间后该热点区域不是温度最高的热点区域，则判断新的温度最高的热点区域的温度与平均回风温度Tw的差值在设定差值范围内时，按照上述方法调整空调器出风方向，最终得到相对均衡的温度分布。

在本实施例中，第三设定时间为1分钟。

本实施例的机房空调系统控制方法，简单、易于实现，可以根据热点区域启动空调器和调节风向，快速实现机房内温度均衡。

本实施例的机房空调系统控制方法，在重点局部热设备处增加温度传感器，对多台空调器进行统一系统控制，控制多台空调器的启停，降低机房温度，改变风向，调节送风，迅速实现局部降温，最终实现整体温度均衡。因此，本实施例的机房空调系统控制方法，实现了区域定向送风降温，解决局部温度过热的问题，解决机房内多台空调器的统一的控制管理问题；解决机房范围内局部存在的热点问题。

实施例二、

基于实施例一中机房空调系统控制方法的设计，本实施例二提出了一种机房空调系统，采用实施例一中的机房空调系统控制方法。

具体来说，主机接收每个温度传感器、每个从机传输的信息，执行上述机房空调系统控制方法，控制每个从机的运行，以降低机房温度，防止出现局部过热现象。

本实施例的机房空调系统，通过采用上述的控制方法，快速响应机房内的温度，消除机房内局部热点，快速实现机房温度均衡，解决了机房内热点区域无法有效降温的问题。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种机房空调系统控制方法，所述机房空调系统包括N台空调器，所述机房内具有多个热点区域；其特征在于：所述控制方法包括：

(1)计算平均回风温度Tw与设定温度Tp的差值△T；△T＝Tw-Tp；

其中，

T_i为第i台空调器的室内回风口处的温度，i＝1,2,3,...,N；

(2)当差值△T＞δ时，开启其中一台空调器，且制冷运行；δ为精度值；

(3)重新计算差值△T；

(4)根据差值△T的大小，执行下述步骤：

(41)若△T＞δ，则增开一台处于未开机状态的距离温度最高的热点区域最近的空调器制冷运行，第一设定时间后返回步骤(3)；

(42)若△T≤-δ，则关闭一台处于开机状态的距离温度最低的热点区域最近的空调器，第一设定时间后返回步骤(3)；

(43)若-δ＜△T≤δ，则保存当前空调器开启台数N1，执行步骤(5)；

(5)每隔第二设定时间选择N1台空调器开启运行。

2.根据权利要求1所述的机房空调系统控制方法，其特征在于：所述步骤(5)具体包括：

每隔第二设定时间，依次循环选择N1台空调器开启运行。

3.根据权利要求1所述的机房空调系统控制方法，其特征在于：在所述步骤(42)中，返回步骤(3)之前，还包括：

次数m加1，若次数m＜设定次数，则第一设定时间后返回步骤(3)；若次数m≥设定次数，则保存当前空调器开启台数N1，执行步骤(5)。

4.根据权利要求3所述的机房空调系统控制方法，其特征在于：

在次数m≥设定次数时，步骤(5)具体包括：

每隔第二设定时间，依次循环选择N1台空调器开启运行，并在△T＞δ时增开一台未开机状态的空调器制冷运行，在△T≤-δ时控制该增开的空调器待机。

5.根据权利要求4所述的机房空调系统控制方法，其特征在于：所述在△T＞δ时增开一台未开机状态的空调器制冷运行，具体包括：

当△T＞δ时，增开一台未开机状态的空调器中累计运行时间最短的空调器制冷运行。

6.根据权利要求1所述的机房空调系统控制方法，其特征在于：在步骤(5)中，还包括：

当△T≤δ，且温度最高的热点区域的温度与平均回风温度Tw的差值在设定差值范围内时，则控制处于开机状态的距离温度最高的热点区域最近的一台空调器的吹风方向朝向该热点区域。

7.根据权利要求6所述的机房空调系统控制方法，其特征在于：所述控制方法还包括：

在控制处于开机状态的距离温度最高的热点区域最近的一台空调器的吹风方向朝向该热点区域第三设定时间后，如果该热点区域仍是温度最高的热点区域，且与平均回风温度Tw的差值在设定差值范围内，则控制处于开机状态的距离该热点区域第二近的一台空调器的吹风方向朝向该热点区域。

8.根据权利要求3所述的机房空调系统控制方法，其特征在于：所述设定次数为2。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的机房空调系统控制方法，其特征在于：所述控制方法还包括：

任选一个空调器为主机，其余空调器为从机；主机控制每个从机的运行；

在步骤(2)中开启的空调器为主机或者距离温度最高的热点区域最近的空调器。

10.一种机房空调系统，其特征在于：采用如权利要求1至9中任一项所述的机房空调系统控制方法。

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