CN114459134B - 空调控制方法、控制终端及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明适用于空调控制技术领域，提供了一种空调控制方法、控制终端及计算机可读存储介质，上述方法包括：获取目标空调的当前热负载量，并根据当前热负载量确定温度变化量；根据冷通道温度值、温度变化量及预设的目标温度值，确定目标空调控制量；根据目标空调控制量确定第一预测温度值，并确定第一预测温度值是否满足预设条件；若不满足预设条件，则将第一预测温度值作为新的冷通道温度值，并跳转至获取目标空调的当前热负载量，并根据当前热负载量确定温度变化量的步骤继续执行。本发明在热负载的变化量影响到环境温度之前，先期根据目标空调的当前热负载量提前对空调参数进行优化调节，可实现环境温度的平稳、快速、准确的调节，机房温度波动小。

Description

空调控制方法、控制终端及计算机可读存储介质

技术领域

本发明属于空调控制技术领域，尤其涉及一种空调控制方法、控制终端及计算机可读存储介质。

背景技术

数据中心机房是信息化社会的智能中枢，数据中心中的各种服务器、存储、网络交换机等对数据中心机房环境的要求非常严格，温度为其中一个非常重要的环境参数。为保证数据中心机房环境温度稳定，数据中心机房中配置有空调用于温度调节。

现有技术中，空调通常根据当前环境温度进行调节。但当数据中心机房的IT负载率(也即空调的热负载量)发生波动时，影响到环境温度时空调才进行调节，调节不够及时，导致机房温度波动较大。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种空调控制方法、控制终端及计算机可读存储介质，以解决现有技术中空调根据环境温度调节，不够及时，导致机房温度波动较大的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种空调控制方法，包括：

获取目标空调的当前热负载量，并根据当前热负载量确定温度变化量；

根据冷通道温度值、温度变化量及预设的目标温度值，确定目标空调控制量；

根据目标空调控制量确定第一预测温度值，并确定第一预测温度值是否满足预设条件；

若不满足预设条件，则将第一预测温度值作为新的冷通道温度值，并跳转至获取目标空调的当前热负载量，并根据当前热负载量确定温度变化量的步骤继续执行；

若满足预设条件，则根据目标空调控制量对目标空调进行调节。

本发明实施例的第二方面提供了一种控制终端，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如本发明实施例第一方面提供的空调控制方法的步骤。

本发明实施例的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如本发明实施例第一方面提供的空调控制方法的步骤。

本发明实施例提供了一种空调控制方法、控制终端及计算机可读存储介质，上述方法包括：当检测到目标空调的热负载量的变化量大于预设变化量时，重复执行空调调节控制的步骤，直至满足预设条件；空调调节控制的步骤包括：获取当前环境温度值及目标空调的当前热负载量；根据当前环境温度值及目标空调的当前热负载量，确定空调调节量；根据空调控制量对目标空调进行控制。本发明实施例中，当监测到目标空调的热负载量变化较大时，在热负载的变化量对环境温度的影响表现出来之前，根据目标空调的当前热负载量提前对空调进行调节，可实现环境温度的平稳、快速、准确的调节，机房温度波动小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种空调控制方法的实现流程示意图；

图2是本发明实施例提供的空调控制装置的示意图；

图3是本发明实施例提供的控制终端的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

在数据中心运行环境中，休息日、节假日与工作日的IT负载率(热负载量)具有很大差别。若空调参数(设定温度、风机转速)不变，当热负载量增大时，机房温度会上升，热负载量减小时，机房温度会降低。热负载量发生变化会影响到环境温度，但这种影响存在滞后，也即热负载量发生变化后的一段时间才表现出温度的变化。现有技术中，通常根据温度对空调参数进行调节，存在延时性、滞后性问题，机房内部温度会随着热负载量的波动发生失稳。

参考图1，本发明实施例提供了一种空调控制方法，包括：

S101：获取目标空调的当前热负载量，并根据当前热负载量确定温度变化量；

S102：根据冷通道温度值、温度变化量及预设的目标温度值，确定目标空调控制量；

S103：根据目标空调控制量确定第一预测温度值，并确定第一预测温度值是否满足预设条件；

S104：若不满足预设条件，则将第一预测温度值作为新的冷通道温度值，并跳转至获取目标空调的当前热负载量，并根据当前热负载量确定温度变化量的步骤继续执行；

S105：若满足预设条件，则根据目标空调控制量对目标空调进行调节。

目标空调的热负载量为目标空调所作用区域内的IT设备的发热量，目标空调作用区域的IT设备运行过程中会发热，各个设备的运行状态发生变化时，热负载量也发生变化。

本发明实施例，不等到温度发生变化再对目标空调进行调节，而是在热负载量发生变化时就根据热负载量对目标空调进行优化调节，确定目标空调的最佳控制参数，也即目标空调控制量。此时热负载量的变化对环境温度的影响还没表现出来，提前对目标空调进行调节，抵消热负载量的变化对环境温度的影响，可保持环境温度的稳定，机房温度波动小，可实现环境温度的平稳、快速、准确的调节，同时大大降低了数据中心机房的能耗。

一些实施例中，S102可以包括：

S1021：将冷通道温度值与温度变化量的和作为第二预测温度值；

S1022：将第二预测温度值和预设的目标温度值输入MPC控制器，得到目标空调控制量。

本发明实施例中热负载量会造成温度的变化，根据热负载量预测温度变化量，加到冷通道温度值上，预测得到下一时刻冷通道的温度，也即第二预测温度值。预设的目标温度值为期望达到的冷通道温度值，根据第二预测温度值及预设的目标温度值确定目标空调控制量。

MPC(Model Predictive Control，模型预测控制)是一种进阶过程控制方法，可以考虑空间状态变量的各种约束，具有高效简洁、扰动抑制力强和控制精度高等特点。本发明实施例中建立多输入单输出的MPC控制器，进行参数预设限定，将第二预测温度值作为被控变量，将预设的目标温度值作为预定目标值输入MPC控制器，得到控制变量，即目标空调控制量，可实现温度的快速、准确的调节。

一些实施例中，预设的目标温度值可以为25.5°。

具体的，预设的目标温度值可根据实际应用需求设定，在此不做限制。

一些实施例中，在S104之前，上述方法还可以包括：

S106：若不满足预设条件，则将循环次数加1；

S107：确定循环次数是否为第一预设数值的整数倍；

S108：若是，则获取冷通道实际温度值，将冷通道实际温度值作为新的冷通道温度值，并跳转至获取目标空调的当前热负载量，并根据当前热负载量确定温度变化量的步骤继续执行。

本发明实施例中，每循环一次用第一预测温度值更新冷通道温度值，由于第一预测温度值是根据目标空调控制量确定的，并非实际的冷通道温度值，可能存在误差。因此，本发明实施例中每循环一次，循环次数加1，每循环第一预设数值次，获取冷通道实际温度值，用冷通道实际温度值更新冷通道温度值，进行温度校准，使得更贴近实际应用环境，有效提高了本方法的准确性及实用性。其中，第一预设数值可根据实际应用需求设定。

一些实施例中，上述方法还可以包括：每隔第一预设时间获取冷通道实际温度值，将冷通道实际温度值作为新的冷通道温度值，参与循环。

循环的同时进行温度的校准不限于以上两种方法。

一些实施例中，上述方法还可以包括：

S109：确定循环次数是否为第二预设数值的整数倍；

S1010：若是，则根据当前的目标空调控制量对目标空调进行调节。

本发明实施例中根据热负载量对目标空调控制量(目标空调参数)进行循环优化，随着循环的进行，目标空调控制量越来越合理。本发明实施例中可在目标空调控制量达到最佳之后，再对目标空调进行一次调节，用于冷通道温度的提前控制。

进一步的，也可随着循环的进行，每循环第二预设数值次，获取一次当前的目标空调控制量，对目标空调进行调节，随着目标空调控制量的优化，同时对目标空调进行调节。相对上述获取最佳的目标空调控制量再进行一次调节，温度的调节更加稳定、快速。其中，第二预设数值可根据实际应用需求设定。

一些实施例中，上述方法还可以包括：每隔第二预设时间获取一次当前的目标空调控制量，并根据当前的目标空调控制量对目标空调进行调节。

循环的同时对目标空调的调节不限于以上两种方法。

一些实施例中，上述方法还可以包括：

S1011：当检测目标空调的热负载量的变化量大于预设变化量时，执行获取目标空调的当前热负载量，并根据当前热负载量确定温度变化量的步骤，至若满足预设条件，则根据目标空调控制量对目标空调进行调节的步骤。

一些实施例中，预设变化量ΔP的计算公式可以为：

ΔP＝10％×P₀

其中，P₀为目标空调的最大热负载量。

当热负载量变化量较小时，不会引起冷通道温度的大幅变化，冷通道温度波动较小，无需提前调节，本发明实施例可以仅在热负载量波动较大时进行调节，避免频繁对空调参数进行设置，影响空调性能，增加能耗。

一些实施例中，S103可以包括：

S1031：将目标空调控制量输入温度预测模型，得到第一预测温度值；

S1032：确定第一预测温度值是否满足预设条件。

一些实施例中，预设条件可以为：在预设时长内，第一预测温度值与预设的目标温度值之间的差值在预设范围内，且目标空调控制量保持不变。

本发明实施例中，若冷通道温度值在预设时长内基本平稳，且空目标空调控制量保持不变，则说明目标空调控制量已经达到最优，此时冷通道温度平稳，热负载量变化不大，可退出控制逻辑，避免频繁的对目标空调参数进行调整，浪费资源。

一些实施例中，预设条件还可以为：在预设时长内，第一预测温度值与预设的目标温度值之间的差值在预设范围内。

若冷通道温度平稳，说明目标空调参数设置合理，即可退出控制逻辑。

一些实施例中，预设条件还可以为：在预设时长内，目标空调控制量保持不变。

若目标空调控制量保持恒定，也可说明当前冷通道温度平稳，热负载量变化不大，可退出控制逻辑。

一些实施例中，预设时长可以为10min。

一些实施例中，预设范围可以为0.5°～+0.5°。

具体的，预设时长及预设范围均可根据实际应用需求设定。

一些实施例中，S101可以包括：

S1011：建立温度干扰模型，并将当前热负载量输入温度干扰模型，得到温度变化量。

本发明实施例中将热负载量作为干扰引入控制逻辑中，可自动识别热负载量的变化，当热负载量波动时自动调整空调参数，有效抑制了数据中心机房温度的波动，实现了数据中心抗负载波动的智能化控制。

一些实施例中，目标空调控制量可以包括：空调设定温度及风机转速。

目标空调控制量包括空调设定温度及风机转速，当热负载量发生变化时，调节目标空调的设定温度及风机的转速，以便快速、及时的对冷通道温度进行调节。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

对应于上述方法实施例，参考图2，本发明实施例还提供了一种空调控制装置，包括：

参数获取模块21，用于获取目标空调的当前热负载量，并根据当前热负载量确定温度变化量；

控制量确定模块22，用于根据冷通道温度值、温度变化量及预设的目标温度值，确定目标空调控制量；

第一判断模块23，用于根据目标空调控制量确定第一预测温度值，并确定第一预测温度值是否满足预设条件；

第一循环模块24，用于若不满足预设条件，则将第一预测温度值作为新的冷通道温度值，并跳转至获取目标空调的当前热负载量，并根据当前热负载量确定温度变化量的步骤继续执行；

第一调节模块25，用于若满足预设条件，则根据目标空调控制量对目标空调进行调节。

一些实施例中，控制量确定模块22可以包括：

第一温度预测单元221，用于将冷通道温度值与温度变化量的和作为第二预测温度值；

控制量输出单元222，用于将第二预测温度值和预设的目标温度值输入MPC控制器，得到目标空调控制量。

一些实施例中，上述装置还可以包括：

循环次数确定模块26，用于若不满足预设条件，则将循环次数加1；

第二判断模块27，用于确定循环次数是否为第一预设数值的整数倍；

第二循环模块28，用于若是，则获取冷通道实际温度值，将冷通道实际温度值作为新的冷通道温度值，并跳转至获取目标空调的当前热负载量，并根据当前热负载量确定温度变化量的步骤继续执行。

一些实施例中，上述装置还可以包括：

第三判断模块29，用于确定循环次数是否为第二预设数值的整数倍；

第二调节模块210，用于若是，则根据当前的目标空调控制量对目标空调进行调节。

一些实施例中，上述装置还可以包括：

条件判断模块211，用于当检测目标空调的热负载量的变化量大于预设变化量时，执行获取目标空调的当前热负载量，并根据当前热负载量确定温度变化量的步骤，至若满足预设条件，则根据目标空调控制量对目标空调进行调节的步骤。

一些实施例中，预设变化量ΔP的计算公式可以为：

ΔP＝10％×P₀

其中，P₀为目标空调的最大热负载量。

一些实施例中，第一判断模块23可以包括：

第二温度预测单元231，用于将目标空调控制量输入温度预测模型，得到第一预测温度值；

条件判断单元232，用于确定第一预测温度值是否满足预设条件。

一些实施例中，预设条件可以为：在预设时长内，第一预测温度值与预设的目标温度值之间的差值在预设范围内，且目标空调控制量保持不变。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将控制终端的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述装置中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

图3是本发明一实施例提供的控制终端的示意框图。如图3所示，该实施例的控制终端4包括：一个或多个处理器40、存储器41以及存储在存储器41中并可在处理器40上运行的计算机程序42。处理器40执行计算机程序42时实现上述各个空调控制方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至步骤S105。或者，处理器40执行计算机程序42时实现上述空调控制装置实施例中各模块/单元的功能，例如图2所示模块21至模块25的功能。

示例性地，计算机程序42可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器41中，并由处理器40执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序42在控制终端4中的执行过程。例如，计算机程序42可以为参数获取模块21、控制量确定模块22、第一判断模块23、第一循环模块24及第一调节模块25。

参数获取模块21，用于获取目标空调的当前热负载量，并根据当前热负载量确定温度变化量；

控制量确定模块22，用于根据冷通道温度值、温度变化量及预设的目标温度值，确定目标空调控制量；

第一判断模块23，用于根据目标空调控制量确定第一预测温度值，并确定第一预测温度值是否满足预设条件；

第一循环模块24，用于若不满足预设条件，则将第一预测温度值作为新的冷通道温度值，并跳转至获取目标空调的当前热负载量，并根据当前热负载量确定温度变化量的步骤继续执行；

第一调节模块25，用于若满足预设条件，则根据目标空调控制量对目标空调进行调节。

其它模块或者单元在此不再赘述。

控制终端4包括但不仅限于处理器40、存储器41。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是控制终端的一个示例，并不构成对控制终端4的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如控制终端4还可以包括输入设备、输出设备、网络接入设备、总线等。

处理器40可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器41可以是控制终端的内部存储单元，例如控制终端的硬盘或内存。存储器41也可以是控制终端的外部存储设备，例如控制终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器41还可以既包括控制终端的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器41用于存储计算机程序42以及控制终端所需的其他程序和数据。存储器41还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的控制终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的控制终端实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种空调控制方法，其特征在于，包括：

获取目标空调的当前热负载量，并根据当前热负载量确定温度变化量；

根据冷通道温度值、所述温度变化量及预设的目标温度值，确定目标空调控制量；

根据所述目标空调控制量确定第一预测温度值，并确定所述第一预测温度值是否满足预设条件；

若不满足所述预设条件，则将所述第一预测温度值作为新的冷通道温度值，并跳转至所述获取目标空调的当前热负载量，并根据当前热负载量确定温度变化量的步骤继续执行；

若满足所述预设条件，则根据所述目标空调控制量对所述目标空调进行调节；

在所述若不满足所述预设条件，则将所述第一预测温度值作为新的冷通道温度值，并跳转至所述获取目标空调的当前热负载量，并根据当前热负载量确定温度变化量的步骤继续执行之前，所述方法还包括：

若不满足所述预设条件，则将循环次数加1；

确定所述循环次数是否为第一预设数值的整数倍；

若是，则获取冷通道实际温度值，将所述冷通道实际温度值作为新的冷通道温度值，并跳转至所述获取目标空调的当前热负载量，并根据当前热负载量确定温度变化量的步骤继续执行；

所述方法还包括：

确定所述循环次数是否为第二预设数值的整数倍；

若是，则根据当前的目标空调控制量对所述目标空调进行调节；

所述根据所述目标空调控制量确定第一预测温度值，并确定所述第一预测温度值是否满足预设条件，包括：

将所述目标空调控制量输入温度预测模型，得到所述第一预测温度值；

确定所述第一预测温度值是否满足所述预设条件；

所述预设条件为：在预设时长内，所述第一预测温度值与所述预设的目标温度值之间的差值在预设范围内，且目标空调控制量保持不变。

2.如权利要求1所述的空调控制方法，其特征在于，所述根据冷通道温度值、所述温度变化量及预设的目标温度值，确定目标空调控制量，包括：

将所述冷通道温度值与所述温度变化量的和作为第二预测温度值；

将所述第二预测温度值和所述预设的目标温度值输入MPC控制器，得到所述目标空调控制量。

3.如权利要求1所述的空调控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

当检测所述目标空调的热负载量的变化量大于预设变化量时，执行所述获取目标空调的当前热负载量，并根据当前热负载量确定温度变化量的步骤，至所述若满足所述预设条件，则根据所述目标空调控制量对所述目标空调进行调节的步骤。

4.如权利要求3所述的空调控制方法，其特征在于，所述预设变化量的计算公式为：

其中，为所述目标空调的最大热负载量。

5.一种控制终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述空调控制方法的步骤。

6.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述空调控制方法的步骤。