KR20120089654A - 데이터 센터 냉각 유닛을 효율적으로 조정하는 방법 및 장치 - Google Patents

데이터 센터 냉각 유닛을 효율적으로 조정하는 방법 및 장치 Download PDF

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KR20120089654A
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클리포드 씨. 페더스피엘
커트 페더스피엘
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비질런트 코포레이션
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Abstract

센서를 이용하여 환경 유지 모듈(예를 들어, HVAC 유닛)을 제어하는 시스템, 장치 및 방법이 제공된다. 센서에 의해 측정된 값은 센서 값을 소망의 범위 내에 유지하는 모듈의 동작 레벨의 변화를 결정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 정지된 모듈은 센서 온도가 너무 뜨거울 때 좀 더 차가워지도록 증가되거나 시작될 수 있다. 뜨거운 센서의 온도에 대하여 가장 큰 영향을 가질 것으로 예측되는 모듈이 시작될 수 있다. 동작 레벨의 변화와 결과적인 센서 변화 간의 관계를 제공하는 전달 매트릭스는 상기 예측을 수행하는데 사용될 수 있다. 또 다른 예로서, 센서 온도가 범위 내에 있으면 모듈이 정지(또는 동작 레벨이 감소)될 수 있고, 동작 레벨의 감소는 범위 밖 조건을 유발하지 않는 것으로 예측된다.

Description

데이터 센터 냉각 유닛을 효율적으로 조정하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR EFFICIENTLY COORDINATING DATA CENTER COOLING UNITS}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 씨. 피더스피엘(C. Federspiel) 등의 발명의 명칭이 "Method And Apparaus For Coordinated Starting And Stopping Of Datacenter Cooling Units"이고 2009년 8월 21일에 제출된 미국 가출원 번호 제61/235,759호의 이익을 청구하며, 이는 참고로 여기에 포함된다. 본 출원은 또한 씨. 피더스피엘(C. Federspiel) 등의 발명의 명칭이 "Method and Apparatus for Coordinating the Control of HAVC Units"(대리인 문서 번호 027332-000110US)이고 2009년 3월 3일에 제출된 미국 가출원 번호 제12/396,944호에 관한 것이며, 이는 참고로 여기에 포함된다.
본 발명은 일반적으로 서버 컴퓨터를 포함하는 데이터 센터에 존재할 수 있는 것으로 공통 공간의 온도 및 습도를 제어하는데 사용될 수 있는 가열, 환기 및 에어컨디셔닝(HVAC; heating, ventilation and air conditioning) 시스템 등의 환경 제어 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 환경 제어 시스템의 각각의 유닛(모듈)의 동작 레벨(예를 들어 시작 및 정지)을 증가 또는 감소시킴으로써 어떤 환경 조건을 효율적으로 유지하는 것에 관한 것이다.
현대의 데이터 센터는 실내 온도, 습도 및 다른 변수를 제어하는 HAVC 시스템을 이용한다. 통상, 데이터 센터에 많은 HVAC 유닛이 배치된다. 이 HVAC 유닛은 종종 플로어 스탠딩(floor standing) 유닛이지만, 벽걸이, 랙(rack) 장착, 천장 장착 유닛일 수 있다. HVAC 유닛은 또한 종종 상층부 바닥 플리넘(raised-floor plenum), 통풍관(air duct)의 네트워크 또는 데이터 센터의 옥외로 냉각된 공기를 제공한다. 데이터 센터 자체 또는 큰 데이터 센터의 큰 부분은 일반적으로 오픈 플랜(open-plan) 구성을 가지며, 즉, 데이터 센터의 일부 내의 공기를 다른 부분의 공기로부터 분리하는 영구 파티션이 없다. 따라서, 많은 경우, 이들 데이터 센터는 다수의 HVAC 유닛에 의한 온도 제어 및 습도 제어된 공통 공간을 갖는다.
데이터 센터용 HVAC 유닛은 일반적으로 분산 독립형 제어로 동작한다. 각각의 유닛이 데이터 센터로부터 유닛에 들어가는 공기의 온도 및 습도를 제어하도록 동작하는 것이 일반적이다. 예를 들어, HVAC 유닛은 유닛에 들어가는 공기의 온도 및 습도를 결정하는 센서를 포함할 수 있다. 이 센서의 측정에 기초하여, HVAC의 제어는 유닛에 들어가는 공기의 온도 및 습도를 변경하여 그 유닛에 대한 설정 포인트와 일치하도록 유닛의 동작을 변경할 것이다.
신뢰성을 위하여, 대부분의 데이터 센터는 과도한 수의 HVAC 유닛을 갖도록 설계된다. 오픈 플랜 구성은 데이터 센터 내에서 자유로운 공기 흐름을 허용하지만, 하나의 유닛의 동작은 다른 유닛의 동작에 결합될 수 있다. 과잉의 유닛 및 이 유닛이 공기를 실질적으로 중복되는 영역으로 전달한다는 사실은 리던던시를 제공하고, 이는, 단일 유닛이 실패하는 경우, 데이터 센터 장비(서버, 라우터, 등)이 여전히 적절한 냉각을 갖도록 보장한다.
상술한 바와 같이, HVAC 유닛을 위한 표준 동작 절차는 각각의 HVAC 유닛으로의 복귀 공기 온도를 제어하는 것이다. 이러한 동작은 데이터 센터 내의 서버 및 다른 컴퓨팅 장비로 들어가는 공기의 온도를 모른다. 이 정보는 HVAC 유닛 제어 또는 데이터 센터 오퍼레이터에게 이용가능하지 않기 때문에, 잉여의 HVAC 유닛은 일반적으로 모든 시간 동안 운행되어 서버가 냉각을 유지하도록 한다. 그러나, 이러한 예방책은 에너지를 낭비한다.
리던던트 HVAC 유닛을 수동으로 오프하여 에너지를 절약할 수 있지만, 이것은 그 장비를 과열시키는 위험을 일으킨다. 또한, 어떤 데이터 센터는 가변 부하를 가지며, 이 경우, 온종일 몇 개의 유닛을 정지 및 시작할 필요가 있을 수 있다. 또한, 데이터 센터 내의 복잡하고 빽빽하게 결합된 공기 흐름 패턴은 오퍼레이터가 어떤 HVAC 유닛이 재시작에 가장 효율적인지를 알게 하기 어렵다.
그러므로, (예를 들어, 상승된 온도를 트리거하지 않고) 리던던트 HVAC 유닛의 동작 레벨을 자동으로 감소시킬 수 있고 필요할 때 및 효율적인 방식으로 동작 레벨을 자동으로 증가시킬 수 있는 방법 및 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예는 센서를 이용하여 환경 유지 모듈(예를 들어, HVAC 유닛)을 제어하는 시스템 및 방법을 제공할 수 있다. 다양한 실시예에서, 시스템은 환경을 가열 및/또는 냉각시킬 수 있다. 센서는 환경 내의 다양한 위치에서 온도를 측정할 수 있고, 이 온도 피드백은 온도를 소망의 범위 내에 유지시키는 모듈의 동작 레벨을 변경하는데 사용될 수 있다.
예를 들어, 정지된 모듈은 센서 온도가 너무 뜨거울 때 냉각시키기 위하여 시작(또는 동작 레벨을 증가)할 수 있다. 일 실시예에서, 시작을 위한 모듈은 뜨거운 센서의 온도에 대하여 가장 크거나 적어도 충분히 큰 효과를 갖는 것으로 예측된 모듈이다. 또 다른 예로서, 센서 온도가 범위 내에 있고 동작 레벨의 감소가 범위 밖 조건을 유발하지 않는 것으로 예측되면 모듈은 정지(또는 동작 레벨이 감소)될 수 있다. 일 실시예에서, 전달 매트릭스는 상기 예측을 수행하도록 사용된다. 일 형태에서, 전달 매트릭스는 모듈의 동작 레벨의 변화 및 시스템 내의 각각의 센서에 대한 결과적인 온도 차 간의 관계를 제공할 수 있다.
실시예에 따르면, 환경 유지 시스템을 제어하는 방법이 제공된다. 시스템은 복수의 환경 유지 모듈 및 복수의 센서를 포함하고, 센서는 환경의 물리적 조건의 값을 측정한다. 센서 값이 범위 밖에 있는 것으로 측정되는 센서(Sindx)를 확인한다. 상기 모듈의 적어도 일부의 각각에 대하여, 예측 변화 값이 결정된다. 각각의 예측 변화 값은 각각의 모듈의 동작 레벨의 변화가 확인된 센서(Sindx)에 의해 측정된 센서 값을 변경하는 범위를 예측한다. 상기 예측 변화 값에 기초하여 적어도 하나의 모듈을 선택한다. 상기 선택된 모듈의 동작 레벨을 변경하여 상기 센서(Sindx)의 센서 값의 변화를 유발한다.
다른 실시예에 따르면, 환경 유지 시스템을 제어하는 방법이 제공된다. 시스템은 현재 실행중인 복수의 환경 유지 모듈 및 환경의 물리적 조건의 값을 측정하는 복수의 센서를 포함한다. 현재 실행중인 복수의 모듈 중의 적어도 하나가 분석된다. 시스템은 상기 모듈의 동작 레벨이 적어도 소정량 만큼 감소되었을 때 나타내는 센서의 센서 값을 추정한다. 현재 실행중인 복수의 모듈 중에서 제1 범위 밖의 추정 센서 값이 전혀 없는 하나 이상의 제1 세트를 결정한다. 범위 밖 조건이 발생하지 않는다는 (예를 들어, 추정된 센서 값의 어느 것도 제1 범위 밖에 있지 않다는) 예측에 응답하여 상기 제1 세트의 적어도 하나의 모듈의 동작 레벨을 감소시킨다.
다른 실시예에 따르면, 환경 유지 시스템을 개시하는 방법이 제공된다. 각각의 모듈은 하나 이상의 액츄에이터를 포함한다. 상기 센서의 각각에 대한 제1 센서 값(Y1)을 수신한다. 상기 모듈의 적어도 2개의 액츄에이터의 동작 레벨을 동시에 변경한다. 동작 레벨의 변화 후에 제2 센서 값(Y2)를 수신한다. 상기 제1 센서 값(Y1) 및 제2 센서 값(Y2) 간의 차를 산출한다. 상기 차에 기초하여 전달 매트릭스(TM)의 매트릭스 요소의 적어도 일부를 결정한다. 전달 매트릭스는 액츄에이터의 수×센서의 수의 차원을 가질 수 있다. TM의 일부는 적어도 2개의 액츄에이터와 관련된 매트릭스 요소를 포함한다. 상기 센서(S) 및 액츄에이터(P)에 대한 매트릭스 요소를 결정하는 단계는 센서(S)에 대한 차를 포함하는 분자 및 액츄에이터(P)에 대한 동작 레벨의 변화를 포함하는 분모를 갖는 제1 비율을 결정하는 단계; 및 상기 제1 비율을 적어도 하나의 다른 비율과 결합하는 단계를 포함한다. 상기 적어도 하나의 다른 비율은 센서(S)에 대한 센서에 이전의 차를 유발한 액츄에이터(P)의 동작 레벨의 이전 변화로부터 결정된다.
또 다른 실시예에서, 환경 유지 시스템을 개시하는 방법이 제공된다. 적어도 하나의 프로세서가 전달 매트릭스(TM)를 산출한다. 모듈의 각각에 대하여, 센서의 각각에 대한 제1 센서 값(Y1)을 수신한다. 각각의 제1 센서 값은 각각의 모듈이 제1 동작 레벨을 가질 때 수신된다. 각각의 모듈을 정지 또는 시작하고, 각각의 센서에 대하여, 제2 센서 값(Y2)을 수신한다. 제1 센서 값(Y1) 및 제2 센서 값(Y2) 간의 차를 산출한다. 상기 차를 이용하여 TM 매트릭스 요소를 산출하여, 모듈의 시작 및/또는 정지 및 각 센서에 대한 센서 값의 결과적인 변화 간의 관계를 제공하는 전달 매트릭스(TM)를 얻는다.
본 발명의 다른 실시예는 여기에 기재된 방법과 관련된 시스템, 장치 및 컴퓨터 판독가능 매체에 관한 것이다.
여기에 사용된 바와 같이, 환경 유지 모듈은 HVAC 유닛, 컴퓨터 방 에어 컨디셔너(CRAC) 유닛 또는 제어 신호를 수신하고 특정 영역 내에 환경 조건을 유지하거나 달성하도록 설계된 출력을 제공하는 임의의 장치일 수 있다. 여기에 사용된 바와 같이, 동작 레벨은 가열 또는 냉각 등의 동작을 수행하는 모듈에 의해 얼마나 많은 노력이 소모되는지를 측정하는 동작 파라미터(입력 또는 출력)의 값일 수 있다. 모듈의 동작 레벨은 정지, 전 전력(full power)동작, 입력 전력 레벨의 퍼센티지, 모듈 내의 특정 장치의 동작을 위한 퍼센티지 또는 값(예를 들어, 팬 속도, 온도 설정 포인트, 습도 설정 포인트, 또는 밸브 위치) 및 기준 레벨과 비교하여 출력 공기 흐름의 출력 가열 또는 냉각 전력의 퍼센티지 또는 값을 포함할 수 있다.
본 발명의 특성 및 이점의 더 나은 이해는 다음의 상세한 설명 및 첨부된 도면을 참조하여 얻을 수 있다.
본 발명은 상승된 온도를 트리거하지 않고 리던던트 HVAC 유닛의 동작 레벨을 자동으로 감소시킬 수 있고 필요할 때 및 효율적인 방식으로 동작 레벨을 자동으로 증가시킬 수 있게 하는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 센터의 평면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 통합된 옥상 유닛에 의해 조절되는 오픈 플랜 빌딩의 평면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터 방 공기 조절 유닛(300)의 개략도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 빌딩 내의 환경 조건 유지를 제공하는 제어 시스템(400)의 블록도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다수의 모듈(예를 들어, CRAC 유닛) 및 센서를 포함하는 환경 유지 시스템을 개시하는 방법(500)의 흐름도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 환경 유지 시스템을 제어하여 고효율로 소망의 범위 내에서 센서 값을 유지하는 방법(600)의 흐름도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 액츄에이터의 동작을 감소시킴으로써 환경 유지 시스템을 제어하는 방법(700)의 흐름도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 모듈을 정지함으로써 복수의 모듈 및 센서를 포함하는 환경 유지 시스템을 제어하는 방법(800)의 흐름도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 복수의 모듈 및 센서를 포함하는 모듈을 시작 및 정지함으로써 환경 유지 시스템을 제어하는 방법(900)의 흐름도.
도 10은 예측 에러의 사이즈에 기초하여 공분산 매트릭스의 트레이스를 업데이트하는 식을 나타내는 플롯.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 시스템 및 방법에 사용될 수 있는 예시적인 컴퓨터 장치의 블록도.
환경(예를 들어, 데이터 센터)이 충분히 시원하거나 따뜻하게 되는 것을 보장하기 위하여, 표준 동작 절차는 필요한 것 이상의 잉여 HVAC 유닛(또는 다른 환경 유지 모듈)을 동작시키는 것이다. 그러나, 이러한 예방책은 에너지를 낭비한다. 다양한 실시예는 환경에 대하여 센서(예를 들어, 모듈을 가로지르는 센서 또는 모듈 밖의 위치에 있는 센서)를 분석하여 특정 모듈의 동작 레벨이 안전하게 감소될 수 있는지 및 센서를 범위 내로 되돌리기 위하여 어떤 모듈이 최적인지를 포함하여 (예를 들어, 범위 밖의 측정 때문에) 증가된 동작이 필요한지를 결정할 수 있다. 이러한 실시예는 에너지 소모를 감소시키면서 안정한 환경을 제공할 수 있다. 상술한 결정을 수행하는데 전달 매트릭스가 사용될 수 있다. 일 형태에서, 전달 매트릭스는 모듈의 동작 레벨의 변화 및 시스템 내의 각각의 센서에 대한 결과적인 온도차 간의 관계를 제공할 수 있다.
특히 언더 플로어 플리넘(underfloor plenum)에 공기를 전달할 때 많은 리던던트 HVAC 유닛을 운영하는 것의 또 다른 문제점은 HVAC 유닛으로부터의 방출 공기 온도가 더 적은 HVAC 유닛이 사용되는 경우보다 높을 수 있다는 것이다. 더 많은 HVAC 유닛이 사용되면, 서버로부터 동일한 양의 열을 배출하면서 온도가 더 높을 수 있기 때문에, 방출 공기 온도는 더 높을 수 있다. 즉, 서버로부터 열을 추출하기 위한 (더 많은 수의 HVAC 유닛에 의한) 더 큰 공기 흐름은 HVAC 유닛으로부터의 방출 온도가 더 높을 수 있다는 것을 의미한다. 결과적으로, 콘크리트 슬래브 바닥(concrete slab floor) 또는 상층부 바닥은 냉각되지 않고, 이는 재난 회복 능력을 감소시킨다. 예를 들어, 시원한 바닥을 가지면, (예를 들어, 전력이 전체 빌딩에 대하여 차단될 때) 냉각 실패로부터 회복하는데 이용하는 시간을 증가시키는데, 그 이유는 슬래브 및 바닥은 냉각 저장 매체(히트 싱크)로서 동작한다. 바닥의 더 냉각된 온도는 HVAC 유닛이 예를 들어 전력 차단에 의해 냉풍을 쏟아 내지 않을 때 서버를 더 차갑게 유지할 수 있게 한다.
1. 시스템 개요
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 센터의 바닥 평면을 나타낸다. 외벽(1)은 소매점 등의 상업용 빌딩의 외벽 또는 데이터 센터의 외벽일 수 있다. 데이터 센터는 복수의 HVAC 유닛(2)(또는 다른 환경 유지 모듈), 복수의 환경 센서(3) 및 복수의 서버 랙(rack)(4)을 포함한다. 도시된 바와 같이, HVAC 유닛은 컴퓨터 방 에어 컨디셔너(CRAC) 유닛이다.
일 실시예에서, HVAC 유닛(2)은 공기흐름을 데이터 센터에 제공하여 서버 랙(4) 내의 서버를 냉각시키는 통합된 장비이다. 일 형태에서, HVAC 유닛(2)은 이를 통과하는 공기를 냉각, 가열, 가습 또는 제습할 수 있다. 환경 센서(3)는 온도 또는 습도 등의 환경 파라미터를 측정하는 장치이다. 환경 센서(3)는 유선 또는 무선 통신 수단(예를 들어, Modbus, BACnet, Wi-Fi, WiMAX, 지그비(ZigBee) 또는 임의의 다른 적용가능한 프로토콜) 등의 임의의 수단에 의해 측정치(또한 판독치라 함)를 송신할 수 있다. HVAC 유닛(2)(및 여기에 기재된 다른 모듈)은 하나 이상의 프로세서를 갖는 컴퓨터 시스템에 의해 제어되어 데이터 센터 내의 특정 상태를 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 통합된 옥상 유닛에 의해 조절되는 오픈 플랜 빌딩의 평면도이다. 이 예에서, HVAC 유닛은 RTU(rooftop unit)(2)이다. 외벽(5)은 이러한 빌딩 내의 소매점 또는 공간 또는 가게 등의 상업용 빌딩의 외벽 또는 내벽이다. 도시된 바와 같이, RTU(2) 및 그 특정 RTU 근처의 센서(3) 사이에 유선 통신이 발생하지만, 무선 통신이 사용될 수 있다. 상인 랙(6) 및 가게 체크아웃 카운터(7)가 도시된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터 방 공기 조절 유닛(300)의 개략도이다. 컴퓨터 방 공기 조절 유닛(300)은 환경 유지 모듈의 예이다. 도시된 바와 같이, 컴퓨터 방 공기 조절 유닛(300)은 냉각된 워터 밸브(320)에 의해 변조된 냉각된 물을 포함할 수 있는 냉각 코일(310)을 갖는다. 컴퓨터 방 공기 조절 유닛(300)은 또한 재가열 코일(330)(예를 들어, 전기 코일) 및 가습기(340)(예를 들어, 적외선 가습기)를 갖는다.
일 실시예에서, 팬(350)은 A/C 인덕션 모터에 의해 구동되는 원심 팬이다. 인덕션 모터는 그 속도를 변경하는 가변 속도(주파수) 드라이브 VSD(355)를 가질 수 있다. 무선 센서(360)는 복귀 공기 온도를 측정하고, 무선 센서(370)는 방출 공기 온도를 측정하고, 무선 제어기(380)는 VSD(355)를 제어한다. 방출 공기 온도 센서(370) 및 복귀 공기 온도 센서(360)는 개별 무선 센서라기보다는 무선 제어기(380)에 묶인 프로브(probe)일 수 있다.
동작의 일 실시예에서, 무선 센서(360, 370)는 전파를 통해 무선 네트워크 게이트웨이로 판독치로 전송하고, 그 신호를 예를 들어 도 4의 관리 제어기(15)를 포함하는 제어 컴퓨터로 전달한다. 관리 제어기(15)는 컴퓨터 시스템 자체일 수 있다. 제어 컴퓨터는 액츄에이션 명령을 무선 게이트웨이로 전송하여 그 명령을 무선 제어기(380)로 중개하고, 가변 속도 드라이브(355)의 속도를 변경한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 빌딩 내의 환경 조건 유지를 제공하는 제어 시스템(400)의 블록도이다. 이 예에서, 제어 시스템(400)은 (유닛(300) 등의) HVAC 유닛(2), 복수의 환경 센서(3) 및 관리 제어기(15)를 포함하고, 관리 제어기는 계산을 수행하는 하나 이상의 프로세서(10)를 포함한다. HVAC 유닛(2)은 예를 들어 공간의 환경을 유지하는데 사용될 수 있는 팬, 밸브 또는 온도 소자에 대한 최종 제어 소자(또한 액츄에이터라 함)를 포함한다. 액츄에이터의 입력 및 출력은 여기에 기재된 바와 같이 모듈의 동작 레벨에 대응할 수 있다. 일 형태에서, 관리 제어기(15)는 최종 제어 소자가 (온, 오프, 및 그들 사이의 변형을 포함하는) 동작 레벨을 갖도록 제어하여 감소되거나 최소의 에너지량을 이용하여 안정한 환경 조건를 제공할 수 있다.
모듈(HVAC 유닛)
임의의 실시예에서, 관리 제어기(15)는 각각의 HVAC 유닛(2)의 입력(12)으로의 명령을 계산함으로써 다수의 HVAC 유닛(2)의 동작을 조정할 수 있다. 명령은 센서(3)로부터의 환경 센서 판독치에 기초하여 계산된다. 입력(12)은 다양한 상이한 HVAC 유닛(2) 및/또는 HVAC 유닛(2) 내의 장치 또는 회로에 대응할 수 있다.
일 실시예에서, HVAC 유닛(1)의 입력(1)은 하나의 액츄에이터(예를 들어, 팬, 온도 설정 포인트, 습도 설정 포인트 또는 밸브 위치)의 동작 파라미터에 대응하고, HVAC 입력(1)의 입력(2)은 동일한 HVAC 유닛(1)의 상이한 액츄에이터에 대응할 수 있다. 동작 파라미터는 상이한 동작 값(레벨)을 가질 수 있어, 각각 상이한 양의 에너지 소비를 초래한다. 다른 실시예에서, HVAC 유닛(2)의 일부는 동작 레벨의 제어를 위해 단 하나의 입력만을 갖는다.
다른 실시예에서, HVAC 유닛(2)의 온도에 대한 설정 포인트는 또한 관리 제어기(15)로부터 제공될 수 있다. 예를 들어, 설정 포인트는 HVAC 유닛(2)에 의해 방출된 공기의 소망 온도 또는 유닛으로 복귀하는 공기의 소망 온도일 수 있다. 다른 입력은 습도(또는 가습기 명령)에 대한 설정 포인트 또는 가변 주파수 드라이브(VFD)로의 명령일 수 있다.
일 실시예에서, 각각의 HVAC 유닛은 동일 수의 입력을 갖고, 각각의 입력은 그 HVAC 유닛의 하나의 액츄에이터에 대응한다. 다른 실시예에서, 상이한 HVAC 유닛은 상이한 수의 액츄에이터를 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 센서의 수는 액츄에이터의 총수와 무관하게 동일할 수 있다. 부분적으로, 센서의 수가 동일할 수 있는 이유는 각각의 센서가 각각의 액츄에이터에 영향을 줄수 있기 때문이고, 그 반대일 수 있다. 예를 들어, 온도 액츄에이터(예를 들어, 냉각 밸브)는 환경이 충분히 차가우면 냉각 코일 상에서 응축물이 형성할 때 발생할 수 있는 습도에 영향을 줄 수 있다. 마찬가지로, 습도 액츄에이터(예를 들어, 적외선 가습기 또는 증발 냉각 밸브)는 적외선 가습기가 습도를 상승시키거나 증발 냉각기가 습도를 상승시킬 때 발생할 수 있는 온도에 영향을 줄 수 있다.
센서
환경 센서(3)는 온도, 습도 및 압력 등의 환경의 물리적 조건의 값을 측정할 수 있다. 환경 센서(3)는 예를 들어 유선 또는 무선 통신 수단(Modbus, BACnet, Wi-Fi, WiMAX, 지그비(ZigBee) 또는 임의의 다른 적용가능한 프로토콜)에 의해 관리 제어기(15)로 그 판독치를 되돌려 보낼 수 있다. 센서의 예는 온도 센서, 습도 센서 및 압력 센서를 포함한다. 단일 센서는 다수의 환경 조건, 예를 들어, 상술한 3개의 조건 모두를 측정할 수 있다. 환경 센서(3)는 규칙적인 패턴에 따라 또는 랜덤하게 위치할 수 있다. 환경 센서(3)는 또한 센서의 클러스터를 통해 조직되거나 개별적으로 배치될 수 있다.
임의의 실시예에서, 관리 제어기(15)는 기준값(8)의 관련 세트에 의해 지정된 바와 같이 온도 센서 판독치(F)가 온도 범위(R) 내에 있도록 한다. 범위는 단순히 소정의 온도보다 작을 수 있다(예를 들어, 화씨 78도 보다 작을 수 있다). 범위는 또한 2개의 온도에 의해 지정될 수 있다. 이러한 온도 범위는 원하는대로 작거나 클 수 있다. 이러한 범위는 또한 가열에 적용될 수 있다. 임의의 실시예는 최소량의 에너지를 이용하면서 각각의 온도(이들은 각 온도 센서에 대하여 다르거나 동일할 수 있다)에 대한 특정한 온도 범위를 유지하기 위하여 시도할 수 있다.
일 실시예에서, 관리 제어기(15)는 예를 들어, 플래시 메모리, 캐시 또는 다른 적절한 메모리 내에 각 환경 센서에 대한 소망의 기준값(8)의 세트를 내부적으로 저장한다. 다른 실시예에서, 기준값(8)은 예를 들어 디스크 드라이브 또는 광 드라이브에 외부적으로 저장될 수 있다. 동작에서, 관리 제어기(15)는 (예를 들어, 온도 범위를 초과하지 않고 가능한 가장 작은 모듈을 실행함으로써) HVAC 유닛(2)의 동작 레벨을 조절하여 최소량의 에너지를 이용하여 환경 센서(3)로부터의 값을 특정 범위에 유지한다.
HVAC로의 입력
일 실시예에서, 관리 제어기(15)는, 입력(12)에 제공되고 HVAC 유닛(2) 내의 최종 제어 소자(예를 들어, 액츄에이터)를 위해 직접 사용되는 명령을 계산한다. 입력(12)으로 전송된 이들 명령은 예를 들어 유선 또는 무선 통신 수단에 의해 제공될 수 있다. 이들 명령은 HVAC 유닛(2)의 임의의 수의 동작 레벨을 시작, 정지 또는 변경할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 관리 제어기(15)는 HVAC 유닛(2) 내의 (예를 들어, 마이크로프로세서 기반 제어기를 갖는) 로컬 디지털 제어기에 의해 사용되는 입력(12)으로의 명령을 계산한다. 일 형태에서, 유닛의 로컬 디지털 제어기로의 각각의 입력은 유닛의 액츄에이터에 대응한다. 로컬 디지털 제어기는 최종 제어 소자로 전송되는 최종 명령을 결정할 수 있다. 예를 들어, 로컬 디지털 제어기는 디지털 신호를 액츄에이터용 아날로그 신호로 변환하거나 액츄에이터에 의해 사용될 수 있는 신호의 프로토콜을 변환할 수 있다. 로컬 디지털 제어기는 또한 로컬 제어 루프를 통해 특정 설정에서 액츄에이터를 유지하도록 동작할 수 있다. 따라서, 관리 제어기(15)는 최종 제어 소자를 직접 명령하기 보다는 로컬 디지털 제어기 내의 로컬 제어 루프의 설정 포인트를 명령할 수 있다.
상태 지시기
일 실시예에서, 관리 제어기(15)는 환경 센서(3) 및/또는 HVAC 유닛(2)으로부터 상태 지시기를 수신하는 수단을 갖는다. 일 형태에서, 상태 지시기(13)는 HVAC 유닛(2) 또는 센서(3)가 현재 동작하는지에 대한 정보를 제공할 수 있다. 다른 형태에서, 상태 지시기(13)는 복귀 공기 온도, 방출 온도, (동작 레벨의 일 예인) 사용되고 있는 유닛의 용량의 일부(예를 들어, 퍼센트), 및 냉각된 워터 밸브(예를 들어, 320)가 얼마나 많이 개방되었는지 등의 HVAC 유닛의 설정을 제공할 수 있다. 상태 지시기(13)는 예시적인 목적으로 HVAC 유닛(2) 및 센서(3)로부터 분리되어 도시되고 실제로 HVAC 유닛(2) 또는 센서(3)로부터 수신될 수 있다.
일 실시예에서, HVAC 유닛(2)용 상태 지시기(13)는 HVAC 유닛(2)의 로컬 디지털 제어기로부터 얻어질 수 있다. 이들 로컬 디지털 제어기는 관리 제어기(15)에 의해 질의되어 로컬 디지털 제어기 또는 HVAC 유닛(2)이 "온"인지 "오프"인지를 결정할 수 있다. 유닛이 "오프"이면, 그 유닛의 액츄에이터용 상태 지시기(13)는 소정의 값, 예를 들어, 제로일 수 있다.
또 다른 예에서, 환경 센서(3)는, 임의의 잘 정의되고 용이하게 검출된 불량 모드를 갖는다. 일 형태에서, 하나의 불량 모드는 게이트웨이, 예를 들어, 관리 제어기(15)의 네트워크 인터페이스가 센서와 통신할 수 없다는 것을 의미하는 "도달 불가능"이다. 또 다른 불량 모드는 범위 밖의 전압(0 볼트 또는 1.5 볼트)이고, 여기서 0 볼트는 센서 프로브가 단락인 것을 의미하고, 1.5 볼트는 센서 프로브가 개방 또는 누락된 것을 의미한다. 이들 불량의 임의의 것은 그 센서에 대하여 제로의 상태 지시기를 초래할 수 있다.
시스템(400)의 동작 동안, 에너지 절약을 위해 HVAC 유닛(2)의 모두가 운행되지 않을 수 있다. 그러나, 시스템(400)은 핫스팟(예를 들어, 기준 온도 이상의 온도 센서(3) 또는 더 많은 냉각(또는 다른 실시예에서 가열)이 필요한 다른 이벤트를 검출하고 어떤 모듈이 그 동작 레벨을 증가시켜야 하는지(예를 들어, 모듈이 온되어야 하는지)를 결정한다. 시스템(400)은 또한 센서 판독치를 범위 밖으로 나가게 하지 않으면서 어떤 HVAC 유닛(2)이 감소되도록 수락되는지와 함께 HVAC 유닛(2)의 동작 레벨을 감소(예를 들어, 턴오프)시키는 것이 수락될 때를 결정할 수 있다. 이러한 결정의 일부로서, 전달 함수 매트릭스(TM) 및부하 매트릭스(LOAD)가 사용될 수 있다.
II. 전달 함수 및 부하 매트릭스 개시
전달 함수 매트릭스(TM)는 환경 센서 상의 환경 유지 모듈을 증가시키는(잠재적으로 동등하게 감소시키는) 효과의 측정치이다. 매트릭스는 시스템 내의 모든 센서 또는 센서의 일부에 대한 효과를 제공할 수 있다. 일 형태에서, TM의 행(J)의 수는 환경 센서(CRAC 유닛을 이용하는 실시예에 대해서는 냉각 통로 센서(cold aisle sensor)라 함)의 수와 동일하고, 열의 수는 환경 유지 모듈의 수와 동일할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 각각의 모듈에 대한 하나의 열만이 존재한다. 이러한 실시예에서, 모듈의 에너지 소비의 단 하나의 측정치, 즉, 어떤 동작 레벨이 결정되는지에 대한 하나의 파라미터가 존재할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 모듈에 대한 1보다 많은 행이 존재할 수 있고, 1보다 많은 파라미터가 존재할 수 있고, 이들 각각은 각각의 모듈의 동작 레벨의 측정을 제공한다. 행 및 열이 스위칭될 수 있다. 또한, 용어 "매트릭스"는 값의 임의의 인덱싱 가능 어레이일 수 있다.
여기에 기재된 바와 같이, 동작 레벨은 입력 또는 출력 값일 수 있다. 예를 들어, 전력이 없는 입력 명령(예를 들어, 전압 또는 디지털 값)은 0의 동작 레벨일 수 있고 전 전력(full power)의 입력은 100% 또는 임의의 최대값의 동작 레벨일 수 있다. 동작 레벨은 또한 특정한 액츄에이터에 대한 입력 값, 예를 들어, 팬 속도, 온도 설정 포인트, 습도 설정 포인트 또는 밸브 위치, 또는 이러한 액츄에이터의 위치의 출력 측정일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 동작 레벨은 출력 레벨, 예를 들어, 제공된 냉각 또는 가열 레벨일 수 있다. 이 출력 레벨은 설계 값에 대한 실제 흐름의 퍼센티지일 수 있고, 이는 초과되어 100%보다 큰 퍼센티지를 제공할 수 있다. 파라미터가 출력 값이면, 출력 파라미터를 변경하는데 사용되는 하나 이상의 입력 명령 변수가 존재할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다수의 모듈(예를 들어, CRAC 유닛) 및 센서를 포함하는 환경 유지 시스템을 개시하는 방법(500)의 흐름도이다. 방법의 설명에서, 도 4를 참조한다. 개시는 전달 매트릭스(TM)의 생성을 포함한다. 일 실시예에서, TM의 열은 모듈의 동작 레벨을 증가 및/또는 감소(예를 들어, 시작 및 정지)하고 동작 레벨의 변경 전후의 온도차를 획득함으로써 개시된다. 일 실시예에서, 모듈은 순차적으로(즉, 한번에 하나씩) 감소하고 증가한다. 다른 실시예에서, TM의 열은 한번에 다수의 모듈의 동작 레벨을 변경함으로써 개시된다.
단계(510)에서, 제1 센서 값(Y1)(예를 들어, 온도, 습도 또는 압력)이 (예를 들어, 센서(3)로부터) 센서의 각각에 대하여 (예를 들어, 제어기(15)에서) 수신된다. 제1 센서 값(Y1)은 측정 명령의 결과로서 컴퓨터(예를 들어, 제어기(15))에 의해 능동적으로 측정되거나 송신된 메시지를 수신할 수 있는 포트를 통해 수동적으로 얻을 수 있다. 특정한 센서(J)에 대한 제1 센서 온도(Y1)는 Y1J로 기재될 수 있다. 제1 센서 값(Y1J)은 한번 또는 다수회 얻어질 수 있다. 예를 들어, 제1 값(Y1)은 임의의 모듈의 동작 레벨이 변경되기 전에 얻어지거나 특정 모듈의 동작 레벨이 변경될 때마다 얻어질 수 있다.
제1 센서 값(Y1)에 더하여, 모듈의 하나 이상의 동작 파라미터의 동작 레벨 등의 다른 값이 기록될 수 있다. (도 3의 센서(360)로부터) 복귀 온도, (예를 들어, 센서(370)로부터) 방전 온도 및 흐름 속도(모듈이 VFD를 가지면 설계 유량 × VFD 퍼센트 명령) 등의 동작 파라미터 입력 설정 및 측정 출력 값의 예가 측정되고 예를 들어 제어기(15)와 통신가능하게 결합된 메모리에 저장될 수 있다.
단계(520)에서, 하나 이상의 모듈의 하나 이상의 동작 레벨이 변경된다. 일 실시예에서, 모듈의 동작 레벨의 모두가 변경되고, 이는 단 하나의 레벨일 수 있다. 다른 실시예에서, 모듈의 동작 레벨 중의 일부만이 변경된다. 변경되지 않은 동작 레벨은 다른 시간에 변경되거나 전달 매트릭스의 산출에 포함되지 않을 수 있다. 다양한 실시예에서, 다수의 모듈로부터의 동작 레벨은 동시에 변경될 수 있다.
동작 레벨의 변화량은 임의의 방식으로 변경하거나 동등할 수 있다. 예를 들어, 변경되는 각각의 동작 파라미터는 동일한 퍼센티지(예를 들어, 100%, 50%, 25%, 등) 만큼 변경될 수 있다. 일 구현예에서, 파라미터에 대한 설계된 최대 값(예를 들어, 설계된 최대 공기 흐름의 100%)에 대하여 100%가 측정된다. 설계된 공기 흐름보다 큰 공기 흐름을 달성할 수 있고, 따라서, 퍼센티지는 100%보다 클 수 있다.
특정한 파라미터의 동작 레벨에 대하여 달성되는 변경의 정확한 양을 결정하기 위하여, 변경 명령이 전달된 후에 파라미터를 측정할 수 있다. 동작 파라미터가 출력 값이면, 새로운 동작 레벨은 변경 명령으로부터 직접 알 수 없다. 예를 들어, 변경 명령은 공기 흐름을 증가시킬 수 있고, 어떤 공기 흐름이 명령에 대응하는지를 알기 위한 임의의 교정 설정이 존재할 수 있지만, 공기 흐름에 대한 실제 값은 측정에 의해 더 정확하게 얻어질 수 있다. 또한, 어떤 파라미터는 출력 값의 측정에 의한 것을 제외하고 전혀 알려질 수 없다. 다른 실시예에서, (예를 들어, 변경이 턴오프되면, 특히, 온 및 오프만이 있으면) 동작 레벨의 변경은 자동으로 알려질 수 있다.
단계(530)에서, 각각의 센서에 대하여 제2 센서 값(Y2)이 수신된다. 일 실시예에서, 모듈의 동작 레벨이 변경된 후에 (예를 들어, 웹 구성가능 기간을 갖는) 타이머가 개시된다. 디폴트로서, 기간이 15분일 수 있다. 일 실시예에서, 타이머의 종료 후에, 제2 값(Y2)이 측정된다. 다른 실시예에서, 변경 명령이 주어진 후에 값이 계속 측정되고 측정된 값이 의사 정상 상태(quasi-steady state) 조건에 달한 후에 제2 센서 값(Y2)이 저장된다. 예를 들어, 센서의 변경 출력은 동요(perturbation) 후에 소정의 변경 레이트를 가질 수 있다. 변경 레이트가 임계치 이하로 감소하면, 의사 정상 상태 조건이 결정될 수 있다. 센서 출력의 임계치에 대한 절대값은 다른 예이다.
단계(540)에서, 각각의 해당 제1 센서 온도(Y2) 및 제2 센서 값(Y2)간의 차가 (예를 들어, 프로세서(10)에 의해) 산출된다. 따라서, N개의 센서가 사용되면, 변경된 각각의 동작 파라미터에 대한 Y2J-Y1J의 N개의 각각의 값이 존재하고, 여기서 J는 1부터 N이다. 이 차는 포지티브 또는 네가티브이다. 일반적으로, 냉각을 위해, 동작 레벨의 변화가 증가하면, 온도(냉각에 대한 센서 값)은 감소하고, Y2J-Y1J은 네가티브이다. 또한, 일반적으로, 냉각을 위하여, 동작 레벨의 변화가 감소하면, 온도는 증가하고 Y2J-Y1J는 포지티브이다. 그러나, 이 관계가 항상 참인 것은 아니다. 예를 들어, 모듈의 복귀 온도가 소망의 방출 온도 또는 그 이하이면, 모듈은 냉각 용량을 턴오프할 수 있다. 따라서, 팬에 의해 여전히 공기가 불어 넣고 이는 약간의 열을 공기에 전하기 때문에, 모듈은 냉각을 제공하지 않고 가열을 제공할 수 있다. 따라서, 어떤 전달 매트릭스 요소는 직관에 반하는 다른 부호를 가질 수 있다.
단계(550)에서, 각각의 센서에 대하여 해당 차를 이용하여 TM 매트릭스 요소가 산출된다. 예를 들어, 프로세서(10)는 N×K 매트릭스 요소를 산출할 수 있고, N은 센서 수이고, K는 변경된 동작 파라미터의 수이다. 일 실시예에서, 한번에 하나의 동작 파라미터가 변경되면, 각각의 매트릭스 요소에 대한 공식을 이용하여 한번에 하나의 열이 업데이트될 수 있다. 다른 실시예에서, 한번에 1보다 많은 동작 파라미터가 변경되면, 결합된 공식(예를 들어, 회귀 최소 제곱)이 매트릭스 요소를 업데이트하는데 사용된다.
단계(560)에서, 동작 파라미터가 더이상 변경되지 않았는지를 결정한다. 그러면, 방법(500)이 반복될 수 있다. 일 실시예에서, 방법(500)의 제1 반복이 하나의 동작 파라미터(P1)를 감소시키는 것으로 가정한다. 다음의 반복에서, 단계(520)는 파라미터(P1)의 레벨을 증가시켜 마지막 반복 전의 동작 레벨을 갖도록 하는 것을 포함할 수 있고, 단계(520)는 파라미터(P2)의 레벨을 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 따라서, 하나의 동작 레벨은 제1 반복에 대하여 변경되고, 2개의 동작 레벨은 2번의 반복에 대하여 변경된다. 다른 실시예는 모든 반복에서 다수의 동작 레벨을 감소시키고 다수의 동작 레벨을 증가시킬 수 있다. 이러한 실시예는 이하에서 설명하는 바와 같이 회귀 최소 자승법을 이용하여 매트릭스 요소를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 동작 레벨이 더이상 변경될 필요가 있는지의 결정은 TM의 행이 더이상 초기화될 필요가 있는지와 동등하다. 모듈에 대한 하나의 동작 레벨이 존재하고 동작 레벨 옵션이 온이거나 오프인 실시예에서, 모듈을 시작하는지 정지하는지를 결정한다. 이러한 실시예에서, 정지될 필요가 있는 모듈이 더 존재하면, 정지된 모듈은 재시작될 수 있고, 다른 모듈은 TM 매트릭스의 다른 요소를 결정하기 위하여 정지될 수 있다. 모듈이 재시작되면, 시작-정지 타이머가 재시작될 수 있고, 이 개시는 시작-정지 타이머가 만료된 후에 다음의 모듈에 대하여 수행된다.
단계(570)에서, TM의 모든 매트릭스 요소가 산출된 후에, 전달 매트릭스(TM)가 환경 관리 시스템의 메모리에 저장될 수 있다. 액츄에이터의 동작 레벨을 변경할 것인지를 결정하기 위하여 전달 매트릭스가 검색될 수 있다. 이러한 결정은 예를 들어 방법(600 내지 900)에서 수행될 수 있다. 전달 매트릭스 및 부하(LOAD) 매트릭스의 매트릭스 요소를 산출하는 소정의 실시예를 이하에서 설명한다.
매트릭스 요소의 산출
한번에 하나의 동작 파라미터가 변경되는 일 실시예에서, 변경된 동작 파라미터에 대응하는 TM의 1열의 매트릭스 요소는 제2 센서 값이 수신된 후에 결정된다. 동작 파라미터가 (이 실시예에서 모듈과 일대일 대응하는) Pindx이고 센서 인덱스가 Sindx이면, 매트릭스 요소 TM(Sindx, Pindx)는
Figure pct00001
여기서, Y2는 동작 파라미터(Pindx)가 변경된 후에 Sindx에 대응하는 센서 값이고, Y1는 동작 파라미터(Pindx)가 변경되기 전에 Sindx에 대응하는 센서 값이고, △level은 파라미터(Pindx)의 동작 레벨의 변화이다. 예를 들어, 각각의 액츄에이터에 대하여 변화가 동일하지 않으면, 정규화 인자가 또한 사용될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 정규화 인자로 고려될 수 있는 에너지 인자가 포함될 수 있다.
센서 값이 온도이고 모듈이 냉각 기능을 수행하면, 모듈의 차단(또는 다른 감소)가 Y2를 Y1보다 크게 해야 하기 때문에 TM의 값은 일반적으로 예를 들어 네가티브이고, 동작 레벨의 변화(△level)가 네가티브이다. 온도차가 네가티브이기 때문에 모듈의 시작(또는 다른 증가)으로 유사한 결과가 나타나지만, △level은 포지티브이다. 그러나, 단계(54)에 대하여 상술한 바와 같이, 직관에 반하는 카운터 결과가 발생할 수 있다.
TM은 모든 매트릭스 요소가 △level의 동일 유닛에 대응하도록 정규화될 수 있다. 예를 들어, 특정한 매트릭스 요소(예를 들어, 10%, 10rpm)를 산출하는데 사용되는 레벨의 실제 변경과 무관하게, 매트릭스 요소를 인자와 곱하여 모든 매트릭스 요소가 분모에서 동일한 값을 가질 수 있도록 할 수 있다. 따라서, 다음의 단계에서, 각각의 매트릭스 요소에 대하여 동작 레벨의 변화가 다른 유닛인 것에 반하여 예측 온도의 변화를 결정하는데 동작 레벨의 변화가 균일하게 사용될 수 있다.
일 실시예에서, △level은 동작 레벨의 변화의 퍼센티지, 예를 들어, 동작 레벨의 최대 용량으로 턴온하는 100% 및 최대 동작 레벨로부터 턴오프하는 -100%이다. 또 다른 실시예에서, △level은 전달 매트릭스(TM)를 생성하는데 사용되는 최소 증분에 대한 유닛이다. 예를 들어, 증분이 5V, 100 rmp 또는 (퍼센티지를 포함하는) 다른 값이면, 10V의 변화가 2의 값이고 전달 매트릭스(TM)가 최소 증분의 유닛이면, 300 rpm이 3의 값이다. 또 다른 실시예에서, 전달 매트릭스가 모든 모듈(예를 들어, 최대 전력 또는 팬 설정)에 걸쳐 최대 동작 레벨에 기초한 유닛으로 생성되면, △level은 분수값이다. 각각의 모듈은 동작 레벨의 상이한 범위를 가질 수 있고, 예를 들어, 하나의 팬은 2000 rpm의 최대 속도를 가질 수 있고, 다른 팬은 1000 rpm을 가질 수 있다. 일 형태에서, △level은 정규화를 제공할 수 있다. 예를 들어, 변화가 특정한 파라미터에 대하여 항상 동일하면, 정규화 인자가 필요하지 않을 수 있다.
일 실시예에서, 동작 파라미터는 모듈이 동작하는 가열/냉각 플로우의 퍼센트 용량 %Cap일 수 있다. 이 실시예에서, △level은 변화가 모듈을 닫을 때의 %Cap에 대응할 수 있다. 일 형태에서, %Cap의 값은 모든 유닛이 동일한 용량에서 동작하지 않을 때의 정규화된 측정을 허용할 수 있다. %Cap는 현재 동작 레벨의 예이다.
다양한 실시예에서, %Cap는 유닛의 쿼리로부터 복귀되거나 다음과 같이 산출된다.
Figure pct00002
FP는 정지되기 전의 정지된 모듈의 흐름 속도이고, TRP는 정지되기 전의 각각의 모듈(P)의 복귀 온도이고, TDP는 동작 레벨이 변경되기 전의 각각의 모듈(P)의 방출 온도이고, FD는 유닛의 설계 흐름 속도이고, 및 TRD-TDD는 각각의 모듈(P)의 설계치(△T)이다.
일 실시예에서, 설계치(△T)는 냉각 밸브가 완전히 개방되거나 바람직한 설정으로 개방될 때의 온도차일 수 있다. 이러한 밸브는 사용되는 냉각 물질(예를 들어, 물)의 온도에 의존할 수 있고, 이는 추가의 인자로서 포함될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 고정 플로우 팬(fixed flow fan)을 갖는 모듈은 동일한 값의 FP 및 FD을 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 모듈에 의해 복귀된 %Cap는 냉각 밸브(예를 들어, 밸브(320))의 설정에 대응할 수 있다.
가변 팬을 갖는 모듈에서, FD은 용량의 100% 또는 유닛의 바람직한(예를 들어, 최적의) 동작이 발생하는 임의의 다른 퍼센트 또는 값일 수 있다. 일 형태에서, FP의 값은 정지 전의 팬의 속도에 대한 설정에 대응한다. 다른 실시예에서, 가열(또는 냉각)흐름 속도(F△T)(설계 또는 정지전)는 다른 수단을 통해 결정되거나 단순히 이 값을 측정하는 모듈로부터 수신될 수 있다.
부하 매트릭스의 산출
일 실시예에서, 부하 매트릭스는 시스템의 용량에 대한 모듈의 동작 레벨을 감소시키는 효과의 측정치를 제공한다. 예를 들어, 부하 매트릭스는 CRAC 유닛의 용량의 퍼센트가 얼마나 많이 증가하여 다른 CRAC 유닛 중의 하나가 턴오프되었을 때 컴퓨터 방의 서버의 열 부하를 처리하는지를 정확하게 나타낸다. 일 실시예에서, 부하의 행과 열의 수는 환경 관리 모듈의 수와 동일하다.
부하 매트릭스는 전달 매트릭스와 동시에 산출될 수 있다. 따라서, TM의 열은 부하 매트릭스의 열과 동시에 산출될 수 있다. 일 실시예에서, 부하 전달 함수 매트릭스(LOAD)는 다음과 같이 계산된다.
Figure pct00003
여기서, △%CapCindx,Kinx는 모듈(Kindx)을 정지(또는 감소)함으로써 유도된 모듈(Cindx)의 퍼센트 용량의 변화이고, %CapKindx는 정지 전의 모듈(Kindx)의 퍼센트 용량이다.
Figure pct00004
의 값은 정의에 의해 -100%와 동일하다. 일 실시예에서,
Figure pct00005
의 값은 일반적으로 사용되지 않기 때문에 산출되지 않거나 0(또는 다른 디폴트 값)으로 설정될 수 있다. 부하 매트릭스는 환경 관리 시스템의 메모리에 저장될 수 있고 후에 어떤 모듈이 동작 레벨을 증가시키거나 감소시키는지를 결정하는데 사용될 수 있다.
III. TM을 사용하여 에너지 사용을 감소
전달 매트릭스는 센서를 수락가능한 범위 내에 유지하는데 사용된다. 전달 매트릭스는 감소된 양의 에너지를 사용하면서 센서를 수락가능한 범위 내로 유지하는 동작 레벨을 결정하는데 사용될 수 있다. 에너지에 대한 영향을 결정하기 위하여, 동작 레벨의 변화는 (비록 모두 동일하지 않지만) 각각의 액츄에이터에 대하여 고정된 값인 것으로 가정한다. 이 방식으로, 액츄에이터의 각각이 서로 비교될 수 있고 어떤 액츄에이터가 센서에 가장 많이 영향을 주는지 확인한다. 따라서, 이 센서가 범위 밖에 있으면, 가장 영향이 큰 액츄에이터는 액츄에이터에 주어지는 에너지의 양이 가장 효율적이기 때문에 가장 에너지가 효율적인 액츄에이터로서 여겨질 수 있다.
임의의 실시예에서, 각각의 액츄에이터의 증가를 위해 소비되는 에너지량은 동일하다. 예를 들어, 액츄에이터의 각각의 동작 파라미터가 모듈의 전력 레벨이고 각각의 모듈이 동일한 에너지 효율을 가지면, 에너지 효율차가 없다. 차가 작을 때 에너지 효율 등가가 또한 상정될 수 있다.
다른 실시예에서, 액츄에이터는 상이한 에너지 소비를 갖는다. 이러한 상황에서, 센서 값(Y2-Y1)의 변화는 에너지 인자에 의해 변조될 수 있다. 변조된 결과는 비교되어 어떤 액츄에이터가 변하는지를 결정하는데 에너지 소비가 고려된다. 예를 들어, 주어진 변화에 대하여 더 적은 에너지를 사용하는 액츄에이터는 센서 값의 차에 대하여 변조 결과를 증가시켜, 액츄에이터를 변경하는 우선순위를 증가시킨다. 반면에, 에너지가 덜 효율적인 액츄에이터는 비교적 감소된 센서 값의 차를 갖는다. 이러한 에너지 소비에 대한 변조는 전달 매트릭스에 포함될 수 있다. 변조 값은 각각의 액츄에이터를 동일한 퍼센티지 만큼 변경하고 에너지 사용을 기록함으로써 결정된다. 다양한 실시예에서, 변조는 승산, 제산, 가산, 및 가산, 승산 및 추가 기능 동작을 포함할 수 있는 좌표 시스템 내의 추가 포인트를 포함할 수 있다. 변조 대신에, 임의의 실시예는 어떤 액츄에이터가 변경되는지의 결정에서 추가의 인자로서 에너지 소비값을 사용할 수 있다. 예를 들어, 가장 작은 에너지 소비를 가지면서 센서 값의 적절한 변화를 제공하는 액츄에이터가 선택될 수 있다.
일 실시예에서, 가열/냉각 플로우를 위한 모듈의 효율은 에너지 소비 인자의 일 예이다. 효율은 모듈의 액츄에이터의 소정의 입력 설정(예를 들어, 냉각된 워터 밸브 설정) 또는 수학식 2로부터의 퍼센트 용량으로서 여겨질 수 있다. 다른 실시예에서, 모듈(Cindx)의 효율(η)은 다음과 같이 계산된다.
Figure pct00006
여기서, FanSpd는 모듈이 현재 사용되고 있는 풀 팬 속도의 퍼센트이다. 일 실시예에서, 팬의 속도는 가변 팬을 갖지 않는 모듈에 대하여 100%이다. 가변 팬을 갖는 모듈에 대하여, 팬은 최대 설정보다 낮은 속도에서 동작할 수 있고 따라서 100% 미만에 있다.
일 형태에서, 분모의 팬 속도를 사용하는 것은 가변 팬 속도를 갖지 않는 모듈을 정지하는 것에 대한 우선순위를 줄 수 있는데, 이는 이 경우 팬 속도가 100%이고 효율이 낮기 때문이다. 도시된 바와 같이 효율이 낮은 모듈은 주어진 팬 속도에 대하여 냉각 용량의 양이 낮기 때문에 더 낮은 효율을 갖는다. 다른 효율은 입력 레벨로 나누어진 임의의 퍼센트 출력을 포함하여 효율을 측정할 수 있다. 예를 들어, 특정한 냉각 워터 밸브 설정에 대한 냉각 출력은 밸브의 액츄에이터에 대한 효율을 계산하는데 사용될 수 있다.
IV. 센서 값을 범위 내에 유지
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 환경 유지 시스템을 제어하여 고효율로 소망의 범위 내에서 센서 값을 유지하는 방법(600)의 흐름도이다. 방법(600)은 특정의 센서 값이 소망의 범위 밖의 센서 값을 가질 때 동작 레벨을 변경(증가 또는 감소)하기 위하여 어떤 하나 이상의 액츄에이터가 최상인지를 결정한다. 예를 들어, 센서(예를 들어, 너무 뜨거운 냉각 통로 센서)의 온도가 임계치를 초과하면, 방법(600)은 가능한한 빨리 또는 에너지 효율 방식으로 센서가 범위 내로 되돌아가도록 하기 위하여 어떤 모듈이 동작 레벨을 증가(예를 들어, 시작)하는지를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 방법(600)은 제어기(15) 또는 여기에 기재된 또 다른 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 수행된다.
단계(610)에서, 센서 값이 소망의 범위 밖에 있는 센서(예를 들어, 센서(3) 중의 하나)를 확인한다 (예를 들어, 온도가 임계치보다 높다). 일 실시예에서, 애플리케이션(예를 들어, 시스템의 프로세스 상에서 실행되는 소프트웨어)은 범위 밖의 센서 값이 존재하는지를 주기적으로 체크할 수 있다. 방을 냉각시키는 시스템에 대하여, 이러한 센서는 센서 값이 소망하는 것보다 더 뜨겁기 때문에 핫스팟이라 할 수 있다. 예를 들어, 너무 뜨거운 센서는, 센서를 모니터링하고 센서가 범위를 벗어날 때, 예를 들어, 임계치보다 높을 때 알람 신호를 보냄으로써 확인될 수 있다. 알람 신호는 제어기(15)의 내부에서 발생되거나 제어 시스템의 다른 부분에서 발생될 수 있다.
임의의 실시예에서, 소망의 범위는 방에 대한 목표 값에 의해 정의될 수 있다. 범위의 예는 목표 값으로부터 플러스 또는 마이너스 소정 값, 목표 값 미만의 임의의 값, 또는 목표 값 이상의 임의의 값을 포함한다. 소망의 범위는 디폴트 값(예를 들어, 데이터 센터의 온도에 대한 화씨 83도)로 웹 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 예를 들어, 환경이 특정 온도보다 높을 필요가 있으면, 센서가 너무 차가운 것으로 확인될 수 있다. 이러한 실시예에서, 모듈은 가열은 제공하고 냉각은 제공하지 않을 수 있다.
단계(620)에서, 동작 레벨이 증가할 수 있는 하나 이상의 액츄에이터가 증가가능한 액츄에이터로서 확인된다. 동작 레벨은 모듈의 액츄에이터에 대한 임의의 동작 파라미터를 지칭할 수 있다. 동작 레벨이 증가될 수 없는 때의 예는 액츄에이터가 최대 동작 레벨 또는 그 근처에 있을 때를 포함한다. 일 실시예에서, 이 결정에 대한 기준은 동작 레벨이 최대 레벨로부터 소정양(예를 들어, 퍼센티지) 내에 있는지 일 수 있다. 어떤 경우, 특정 모듈의 동작 파라미터의 일부만이 증가될 수 있지만, 다른 경우, 동작 파라미터 모두가 증가될 수 있다. 임의의 실시예에서, 증가는 정지된 모듈에 한정될 수 있고, 따라서 증가는 시작 명령일 수 있다.
임의의 실시예에서, 액츄에이터를 감소시키면, 실제로 센서가 범위 내로 이동하도록 하거나 적어도 범위에 가깝게 된다. 이러한 예는 예를 들어 전달 매트릭스 요소가 반대 부호를 가질 때 방법(500)의 단계(540)에서 기재되었다. 이러한 예에서, 단계(620)는 동작 레벨의 감소가 확인된 센서 값의 유리한 변화를 제공할 수 있는 액츄에이터의 확인을 포함하도록 변경될 수 있다. 동작 레벨을 증가시키는 것에 대하여 설명하지만, 동작 레벨을 감소시키는 것도 수행될 수 있다.
단계(630)에서, 시스템은 (단계(620)에서 확인된) 증가가능한 액츄에이터가 범위 밖의 센서 값을 변경시키는 양(변화값)을 예측한다. 이 예측은 각각의 증가가능한 액츄에이터에 대하여 수행된다. 예측된 변화 값은 액츄에이터의 동작 레벨이 증가하는 양에 대하여 소정의 값(예를 들어 50% 또는 100%)을 사용함으로써 추정될 수 있다. 일 실시예에서, 예측된 변화 값은 각각의 정지된 모듈의 시작이 센서 온도를 변경시키는 범위를 예측한다. 따라서, 실시예에서, 방법(600)은 각각의 정지된 CRAC 유닛을 시작함으로써 핫스팟을 끄는데 대한 영향을 추정할 수 있다.
임의의 실시예에서, 각각의 액츄에이터에 대한 동작 레벨의 소정의 증가는 예측된 변화 값을 결정할 목적으로 동일하다. 다른 실시예에서, 소정의 증가는 증가가능한 액츄에이터 사이에서 다를 수 있다. 예를 들어, 증가는 동작 레벨의 증가의 소정의 퍼센티지(예를 들어, 10%, 30% 또는 100%)일 수 있다. 실제로 구현된 실제 증가량은 예측된 변화 값을 결정하는데 사용되는 소정의 증가와 다를 수 있다. 일 실시예에서, 소정의 증가는 (모듈과 동등할 수 있는) 액츄에이터의 동작 레벨이 증가될 수 있는 총양이다. 예를 들어, 상이한 모듈이 변화 전에 상이한 레벨에서 동작할 수 있으므로, 각각의 모듈은 상이하게 증가할 수 있다. 단계(620)는 소정의 증가 및/또는 실제 증가를 처리하여 확인된 액츄에이터가 자신의 동작 레벨을 적절한 양만큼 증가시키도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 예측된 변화 값(△Y)은 상술한 바와 같이 결정된 전달 매트릭스를 이용하여 얻어진다. 일 실시예에서, 수학식 6을 사용한다.
Figure pct00007
여기서, Ypost는 변화 후의 추정 센서 값이고, Ypre는 범위 밖의 현재의 센서 값이고, Sindx는 범위 밖의 센서에 대응하고, Pindx는 동작 레벨을 증가시키기 위해 고려된 액츄에이터에 대응한다. 소정의 증가는 전달 매트릭스를 생성하는데 생성하는데 사용되는 값과는 다를 수 있는 △level이다. 상술한 바와 같이, △level은 액츄에이터가 증가된 실제 양과 다를 수 있다.
따라서, 임의의 실시예에서, Ypost는 CRAC (Pindx)를 시작한 후 추정된 핫스팟 온도일 수 있고, Ypre는 핫스팟 온도일 수 있고, Sindx는 핫스팟 온도를 갖는 센서에 대응할 수 있고, Pindx는 시작을 위해 고려되는 CRAC에 대응할 수 있다. 일 실시예에서, △level(Pindx)는 모듈의 시작으로부터 발생된 추정 용량 변화이다.
도 6을 다시 참조하면, 단계(640)에서, 예측된 변화 값에 기초하여 증가시킬 액츄에이터가 선택된다. 일 실시예에서, Ypost의 값은 예측된 변화 값으로 간주된다. 다른 실시예에서, Ypost- Ypre의 값이 예측된 변화값이다. TM을 이용한 다른 예측 변화 값이 또한 사용될 수 있다. 변화 값은 센서 값이 범위 내로 오도록 하는데 사용될 수 있다. 일 형태에서, Ypost는 범위를 정의하는 최대/최소 값보다 특정 양만큼 낮거나 높도록 선택될 수 있다.
예를 들어, Ypost 또는 Ypost- Ypre는 어떤 액츄에이터가 센서 값을 범위 내로 변경할 수 있는지를 결정하는데 사용될 수 있다. 변화 값은 또한 어떤 액츄에이터가 센서(Sindx)에 대한 가장 큰 변화 값을 갖는지를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 가장 큰 예측 변화 값을 갖는 모듈이 사용되는데, 이 모듈은 최소의 동작 변화량 및 최소의 에너지량으로 범위 밖 조건을 해결할 수 있기 때문이다. 또 다른 실시예에서, 가장 큰 예측 변화 값을 갖는 모듈은 또한 가장 빠르게 센서 값을 변화시키고 가장 많이 값을 변화시켜 센서(Sindx)에 대하여 또 다른 범위 밖 조건이 될 가능성이 낮도록 가정할 수 있다. 예를 들어, 가장 낮은 Ypost를 제공하는 CRAC 유닛이 사용될 수 있다. 변화 값은 포지티브 또는 네가티브 값일 수 있다. 따라서, "가장 큰"이라는 용어는 값이 네가티브이면 더 작은 값을 지칭할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 변화 임계치보다 큰 예측된 변화 값을 갖는 유닛의 임의의 하나가 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 전달 매트릭스는 수학식 4에 대하여 상술한 바와 같이 예를 들어 액츄에이터의 각각에 대한 에너지 소비 인자를 포함할 수 있다. 예를 들어 인자가 이미 전달 매트릭스에 존재하지 않으면, 이들 에너지 소비 인자는 또한 변화 값을 변경하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 모듈은 여전히 Ypost가 여전히 범위 내에 있으면서 팬 전력 소비 또는 다른 전력의 최소화에 기초하여 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 이들 모듈이 최대 용량 이하에서 동작할 수 있기 때문에 가변 팬 속도를 갖는 모듈을 시작하는 우선순위가 존재한다.
단계(650)에서, 선택된 액츄에이터의 동작 레벨은 상술한 바와 같이 증가하거나 가능하다면 감소한다. 상술한 바와 같이, 일 실시예에서, 애플리케이션은 핫스팟을 끄는데 가장 큰 영향을 주는 (예를 들어, 핫 스팟에서 가장 낮게 추정된 온도를 생성하는 CRAC 유닛을 시작하는) 액츄에이터의 동작 레벨을 증가시킨다. 실제 변화(△level(Pindx))를 갖는 추정된 Ypost가 목표 값보다 작으면 1보다 많은 액츄에이터 또는 모듈은 증가할 수 있다. 일 실시예에서, Ypost 값 중의 어느 것도 목표 값(또는 마이너스 데드밴드(deadband))을 초과하지 않으면, 2개의 액츄에이터가 동시에 증가될 수 있다. 데드밴드는 소망의 범위의 에지를 초과하는 충분한 변화가 달성되도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 레벨이 증가한 동작 파라미터는 출력 파라미터, 예를 들어 상술한 퍼세트 용량일 수 있다. 출력 레벨을 사용하는 문제점은, 특히 출력 레벨이 다른 모듈 및 액츄에이터의 동작에 의존할 수 있으면, 주어진 입력에 대하여 어떤 출력 레벨이 얻어지는지를 정확하게 예측할 수 없다는 것이다. 따라서, 달성될 정확한 동작 레벨의 변화를 예측하기 어려울 수 있다. 임의의 실시예에서, 동작 레벨의 변화는 기존의 동작 레벨로부터 추정된다.
임의의 실시예는 증가 후에 차가운 공기가 어떻게 재분배되는지를 추정할 수 있다. 균일한 재분배는 동작 모듈의 평균 출력 레벨의 디폴트 값×N/(N+1)을 초래할 수 있고, 여기서, N은 실제 출력 레벨에 대한 새로운 모듈을 증가시키기 전의 동작 레벨의 수이다. 평균은 각각의 모듈로부터 얻어지거나 모든 모듈에 대하여 동일한 것으로 가정하여, 단 하나의 출력 레벨만이 결정될 수 있다. 다른 실시예에서, 출력 레벨은, 상술한 부하 매트릭스(도 3) 또는 모듈을 증가시키고 변경된 용량을 측정함으로써 생성된 유사한 부하 매트릭스로부터 결정될 수 있다. 실제 용량은 실제 용량과 다를수 있지만, 이 추정된 값은 1보다 많은 모듈이 증가할 필요가 있는지를 결정하는 것을 도울 수 있다.
단계(660)에서, 예를 들어, 소정의 기간 동안 또는 기준(예를 들어, 방법(500)에 대하여 상술한 바와 같이 의사 정상 상태 조건)에 기초하여 다른 액츄에이터가 증가되는 것을 방지한다. 일 실시예에서, 타이머는 선택된 하나 이상의 액츄에이터가 증가된 후에 시작된다. 일 형태에서, 타이머는 타이머가 만료될 때까지 다른 증가를 방지할 수 있는 웹 구성가능 타이머(디폴트 15분)이다. 다른 실시예에서, 센서 값이 액츄에이터의 증가에 응답하여 평형 상태에 도달할 때까지 모듈이 증가되는 것을 방지할 수 있다. 일 형태에서, 이것은 너무 많은 액츄에이터가 유사한 시간에 증가하는 것을 방지하고, 따라서 요구된 것보다 더 많은 유닛을 사용하여 너무 많은 에너지를 사용하는 것을 방지할 수 있다.
단계(670)에서, 전달 함수 매트릭스(TM)가 업데이트된다. 예를 들어, 증가된 액츄에이터(예를 들어, 시작된 모듈)에 대한 TM의 값은 수학식 1을 이용하여 업데이트될 수 있다. 이 방식으로, 개시가 얼마나 정확한지, 온도가 유지되는 부하의 변화에 적응하는지, 및 TM은 응답에 있어서 개선될 수 있는지를 결정할 수 있다. 따라서, 이 업데이트는 전달 매트릭스의 변화 관계를 처리할 수 있다. 이 방식으로, 시스템은 시스템의 변수를 변경하면서 변경될 수 있고, 따라서, 정확한 추정을 계속 제공할 수 있다.
임의의 실시예에서, 업데이트의 제1 단계는 (오프될 액츄에이터를 확인하는 것을 포함할 수 있는) 선택된 액츄에이터의 동작 레벨(예를 들어 퍼센트 용량) 뿐만 아니라 임의의 동작 레벨을 증가시키기 전의 센서 값을 기록하는 것이다. 업데이트의 다른 단계는 증가된 액츄에이터의 동작 레벨 뿐만 아니라 설정된 기간 후 또는 기준이 충족된 후의 센서 값을 기록하는 것이다. 일 실시예에서, 수학식 1의 TM의 새로운 매트릭스 요소는 변경된 액츄에이터에 대응하는 열(들)(j)에 대하여 산출된다. 그리고, 새로운 TM은 다음과 같이 업데이트된다.
Figure pct00008
여기서, g는 0과 1사이(예를 들어, 디폴트 0.3)이다. 일 실시예에서, g의 값은 시간에 따라 변하거나 다른 변수에 의존할 수 있다. 다른 실시예에서, 다른 오래된 TM 매트릭스(즉, TMolder 등의 이전 업데이트로부터의 매트릭스 요소)가 TMnew 를 얻기 위한 혼합에 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 액츄에이터의 각각의 동작 레벨이 측정되고 칼럼의 각각이 업데이트된다. 따라서, 행의 각각은 동일한 센서 값 변화를 갖지만, 동작 레벨의 변화는 변한다. 이들 다른 매트릭스 요소는, 동작 레벨이 하나의 액츄에이터로의 입력이 변하더라도 변할 수 있는 출력 레벨일 때 계산될 수 있다.
다른 실시예에서, 너무 냉각된 통로 센서(또는 다른 센서)가 콜드 스팟을 확인하는데 사용될 수 있다. 상술한 방법은 예를 들어 시스템이 상술한 바와 같이 냉각시키는 대신 주변 온도에 대하여 환경을 가열하도록 시도할 때 가열을 제공하는 HVAC 유닛을 턴온하는데 사용될 수 있다. 시스템이 냉각되는 실시예에서, 콜드 스팟의 센싱은 HVAC 유닛 중의 하나의 정지를 트리거할 수 있다. 콜드 스폿의 이러한 방지는 낮은 온도가 너무 이른 디스크 드라이브 불량과 관련되도록 나타냄에 따라 도움이 될 수 있다. 모듈의 정지는 다른 이유로 발생할 수 있다.
방법(600)은 반복될 수 있다. 예를 들어, 임의의 센서가 범위 밖인지를 주기적으로 체크할 수 있다. 일 실시예에서, 증가량은 (100%보다 적을 수 있는) 적어도 소정의 양일 수 있다. 증가가 풀(full)보다 적으면, 다음번에는, 동일한 하나 이상의 액츄에이터가 선택될 수 있다.
임의의 실시예에서, 중간 값 만큼 증가시키거나 감소시키는 것과 반대로 액츄에이터(잠재적으로 전체 모듈)를 시작 또는 정지하는 우선순위가 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, 액츄에이터가 턴온하는 것이 센서 값을 범위 내로 되돌리지 못하면, 현재 실행되는 다른 액츄에이터가 분석될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 다른 액츄에이터가 다른 중간 설정을 가지면서 턴온 또는 턴오프될 수 있는 혼합이 존재할 때 우선순위가 이루어진다. 이들 실시예는 여기에 기재된 다른 것에 적용될 수 있다. 2개의 상이한 전달 매트릭스, 즉, 시작인지 정지인지를 결정하는 전달 매트릭스 및 100% 미만일 수 있는 가변 증가 또는 감소를 수행할지를 결정하는 전달 함수가 사용될 수 있다.
랜덤화를 이용하여 변화할 파라미터를 선택
가장 큰 변화 값을 제공하는 동작 파라미터(예를 들어, 모듈로의 전력)가 항상 선택되면, 어떤 파라미터는 항상 변할 것이다. 예를 들어, 동일한 액츄에이터를 변경하면 전달 매트릭스가 그 액츄에이터에 부정확하게 가중치를 부여하고, 따라서, 미래에 동일한 액츄에이터를 더 많이 선택하게 할 수 있다. 이 바이어스를 제거하기 위하여, 임의의 실시예는 랜덤하게 다른 액츄에이터를 선택한다. 선택은 여전히 센서 값을 범위 내에 있도록 하는 액츄에이터로 제한된다. 랜덤화는 액츄에이터의 증가에서의 임의의 특정 패턴을 방지할 수 있고, 이는 바이어스를 반영하고, 시스템의 자연적인 기능은 반영하지 않는다.
일 실시예에서, 선택은 제2 최적 액츄에이터를 랜덤하게 선택한다. 차선의 액츄에이터가 선택되는 총 퍼센티지가 선택될 수 있지만 (예를 들어, 시간의 20%), 차선의 선택을 위한 정확한 시간은 랜덤할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 센서 값을 범위 내로 되돌리도록 예측된 각각의 액츄에이터가 랜덤 선택 동안 선택되도록 허용된다.
에너지 절약 대 신뢰성
상술한 바와 같이, 때때로 액츄에이터를 감소시키는 것은 센서 값 범위 밖의 소망의 변화를 야기할 수 있다. 때때로, 변화는 센서 값이 범위 내로 되돌아가기에 충분하지 않을 수 있지만, 변화는 여전히 소망의 방향 내에 있다. 예를 들어, 데이터 센터의 냉각에서, 모듈을 정지하는 것은 센서의 온도를 실제로 감소시킬 수 있다.
임의의 실시예에서, 가능한한 빨리 센서 값을 범위 내로 되돌리기보다는 에너지를 절약하는 것이 더 바람직하다. 따라서, 액츄에이터를 증가시키기보다는 액츄에이터를 감소시키는 것에 더 우선 순위가 있을 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 우선 순위는 센서를 범위 내로 되돌릴 수 있는 모든 액츄에이터 변화 중에서 이루어질 수 있다. 다른 실시예에서, 변화가 소망의 범위로 향한다면, 변화가 센서를 범위내로 되돌리지 않더라도, 감소되도록 할 수 있다. 예를 들어, 범위가 83° 미만이고 핫스팟 온도가 87°이면, 액츄에이터를 감소시키는 것을 선택하기 위하여 온도를 85°로 감소시키는 액츄에이터의 예측 변화가 수락될 수 있다. 일 실시예에서, 감소는 항상 액츄에이터를 정지시킨다.
V. 동작 레벨을 감소시킴으로써 에너지 절약
모든 센서가 범위 내에 있을 때, 액츄에이터의 동작이 감소되어 에너지를 절약할 수 있다. 이러한 감소된 동작은 센서 값에 대한 범위 밖의 조건을 방지하기 위하여 제어될 수 있다. 예를 들어, 예측된 변화 값이 상기와 같이 사용되어 어떤 액츄에이터가 센서 값을 범위 내로 되돌리는지를 결정함에 따라, 예측된 변화 값은 어떤 액츄에이터가 범위 밖의 조건을 유발하지 않는지를 결정하는데 사용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 액츄에이터의 동작을 감소시킴으로써 환경 유지 시스템을 제어하는 방법(700)의 흐름도이다. 방법(700)은 어떤 액츄에이터가 감소를 수락할지를 결정한다. 일 실시예에서, 방법(700) 및 그 내의 다른 방법은 제어기(15) 또는 여기에 기재된 다른 제어기에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 수행될 수 있다.
단계(710)에서, 현재 에너지를 이용하는(즉, 실행되는) 액츄에이터를 확인한다. 다양한 실시예에서, 에너지 사용은 전기적(예를 들어, 팬으로의 전력), 가열/냉각의 제공(예를 들어, 찬 물을 냉각 요소로 공급) 등의 열적, 또는 가연성(예를 들어 가스를 태워 열을 제공)일 수 있다. 일 실시예에서, 확인된 액츄에이터는 또한 감소를 위해 이용가능한 액츄에이터로 제한된다. 예를 들어, 모듈로의 전력이 단지 감소될 동작 파라미터이면, 모듈은 단일 액츄에이터로서 여겨진다.
단계(720)에서, 시스템은 실행되는 모듈의 동작 레벨이 적어도 소정량(예를 들어, 50% 또는 100%)만큼 감소되면 결과적인 센서 값을 추정한다. 결과적인 센서 값은 각각의 실행 모듈에 대하여 결정될 수 있다. 동작 레벨은 모듈 자체로 간주될 수 있는 모듈의 액츄에이터에 대응한다. 모듈에 대하여 1보다 많은 액츄에이터가 존재할 수 있기 때문에, 결과적인 센서 값은 각각의 액츄에이터에 대한 소정의 변화량에 대하여 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 다음의 식은 파라미터에 대한 소정 변화△level에 대한 센서 값의 변화를 결정하는데 사용된다.
Figure pct00009
단계(730)에서, 현재 실행되는 복수의 모듈 중에서 제1 범위 밖의 추정 센서 값의 어느 것도 갖지 않는 하나 이상의 제1 세트가 결정된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 모듈을 오프하는 것이 범위 밖 조건를 유발하지 않으면, 그 모듈은 제1 세트의 일부이다. 다른 실시예에서, 모듈의 하나 이상의 액츄에이터를 감소키기는 것이 범위 밖 조건를 유발하지 않으면, 그 모듈은 제1 세트의 일부이다. 여기에 기재된 바와 같이, 각각의 센서는 상이한 범위를 가질 수 있고, 제1 범위라는 용어는 이들 상이한 범위를 포함한다. 범위는 또한 여기에 기재된 바와 같이 임계치 및 데드밴드 값을 포함한다.
단계(740)에서, 제1 세트의 적어도 하나의 모듈의 동작 레벨은 현재 실행되는 복수의 모듈 중의 하나 이상이 제1 범위 밖의 추정 센서 값 중 어느 것도 가지고 있지 않다는 결정에 응답하여 감소된다. 일 실시예에서, 동작 레벨은 전체 모듈을 위한 동작 레벨, 예를 들어, 모듈의 턴오프일 수 있다. 다른 실시예에서, 액츄에이터의 1보다 많은 동작 레벨이 모듈에 대하여 감소될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 다수의 모듈에 대한 다양한 액츄에이터가 감소될 수 있다. 일 실시예에서, 다수의 액츄에이터를 감소시키는 결합된 효과는, 선형성을 상정하고 감소로부터 기인한 변화를 단순히 합함으로써 달성될 수 있다.
임의의 실시예에서, 동작 레벨을 감소시키는 모듈의 제1 세트는 또한 임계치(예를 들어, 40%)보다 작은 (예를 들어, 수학식 5로부터 계산된 바와 같이) 효율을 갖는 모듈로 제한된다. 일 실시예에서, 가장 낮은 효율을 갖는 액츄에이터가 감소된다. 다른 실시예에서, 감소 후의 시스템 상의 부하가 임계치보다 크면 동작 레벨은 감소되지 않는다. 일 실시예에서, 부하는 수학식 3의 부하 매트릭스를 이용하여 산출될 수 있다.
각각의 실행 모듈의 모듈(Cindx)의 추정 퍼센트 용량
Figure pct00010
은 수학식 9로서 산출된다.
Figure pct00011
여기서, 부하 매트릭스는 다른 액츄에이터의 사용의 용량에 대하여 동작 레벨을 감소시키는 효과의 측정치를 제공한다. 부하 매트릭스 요소
Figure pct00012
는 모듈(Cindx)의 용량에 대하여 모듈(Kindx)을 정지시키는 효과의 측정치를 제공한다. 추정 퍼센트 용량은 합산되거나 결합되어 총 부하를 결정한다. %Cap(Sindx)는 정지될 CRAC 유닛이고, %Cap(Cindx)는 효율이 결정된 CRAC 유닛에 대한 것이다.
Figure pct00013
의 오버바(overbar)는 값이 추정치라는 것을 나타낸다.
일 실시예에서, 다른 모듈의 동작 레벨의 감소는 제1 세트의 적어도 하나의 모듈을 감소시킨 후에 소정량의 시간이 만료될 때까지 방지된다. 다른 실시예에서, 전달 매트릭스는 상술한 바와 같이 유사한 방식으로 업데이트될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 액츄에이터의 동작 레벨의 변화 뿐만 아니라 감소 전후의 센서 값이 사용될 수 있다.
VI. 모듈 정지
상술한 바와 같이, 동작 파라미터의 동작 레벨을 감소시키는 모듈을 확인하는 프로세스는 모듈을 완전히 정지시킬 수 있다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따라 복수의 모듈 및 센서를 포함하는 모듈을 정지함으로써 환경 유지 시스템을 제어하는 방법(800)의 흐름도이다. 방법(800)은 어떤 모듈이 정지하기에 가장 적합한지를 결정할 수 있다. 특히, 방법(800)은 시스템이 냉각을 제공할 수 있고 센서가 온도 센서인 예를 나타낸다.
단계(810)에서, 효율이 임계치보다 작은 모듈을 확인한다. 일 실시예에서, 임계치는 웹 구성가능하다(예를 들어, 디폴트는 40%). 효율은 수학식 5를 이용하거나 여기에 기재된 다른 방법을 이용하여 측정될 수 있다. 일 실시예에서, 방법(800)은 먼저 제1 반복에 대한 가장 작은 효율 값을 갖는 모듈을 찾을 수 있다. 이 방식으로, 최소량의 냉각을 수행하는 유닛(또는 실시예에 따라 가열)은 차단된다. 다른 실시예에서, 1보다 많은 모듈이 반복마다 확인될 수 있다.
단계(820)에서, 확인된 모듈이 차단될 때 켜진 채로 있는 각각의 모듈의 퍼센트 용량이 추정된다. 일 실시예에서, 애플리케이션은 수학식 9를 이용하여 목표 유닛이 차단될 때 켜진 채로 있는 각각의 CRAC 유닛의 퍼센트 용량을 추정한다.
단계(830)에서, 에너지 부하는 퍼센트 용량으로부터 결정된다. 일 실시예에서, 에너지 부하는 시스템의 평균 퍼센트 용량으로서 표현된다. 다른 실시예에서, 열 부하는 예를 들어 유닛의 각각의 용량에 의해 승산된 퍼센트 용량의 합산 항에 의해 결정된 바와 같이 시스템의 총 에너지 부하이다. 다른 실시예에서, 에너지 부하는 모듈의 가장 큰 퍼센트 용량에 대응한다.
단계(840)에서, 추정 에너지 부하가 부하 임계치를 초과하는지를 결정한다. 추정 에너지 부하가 부하 임계치를 초과하지 않으면, 방법은 진행된다. 추정 에너지 부하가 부하 임계치를 초과하면, 방법은 단계(810)로 리턴하여 정지될 다른 모듈을 확인한다. 이 결정은 모듈의 정지에 의해 시스템이 과부하되는 것을 방지한다.
일 예에서, 목표 모듈을 차단함으로써 에너지 부하가 유닛이 차단(디폴트=90%)된 후 계속 켜진 용량의 목표 퍼센트를 초과하지 않으면, 모듈은 차단된다. 일 실시예에서, 최소의 효율 모듈을 차단하는 것이 계속 켜진 모듈에 과부하를 가하거나 범위 밖의 조건(예를 들어, 핫 스팟)을 유발하면, 두번째로 가장 낮은 효율 모듈이 정지에 대하여 평가된다.
에너지 부하가 모듈의 가장 큰 퍼센트 용량인 실시예에서, 효율 임계치는 총 용량(예를 들어, 95%)에 다하여 사용되는 것보다 더 클 수 있다. 2 타입의 임계치가 사용될 수 있다.
단계(850)에서, 확인된 모듈이 정지되면, 센서 온도가 추정된다. 일 실시예에서, 수학식 8을 이용하여 목표 CRAC 유닛이 차단되면 애플리케이션은 냉각 통로 온도를 추정한다.
단계(860)에서, 추정 센서 값 중의 임의의 것이 임계치를 초과하는지, 즉, 범위 밖에 있는지를 결정한다. 이 단계는 핫 스팟을 생성하는 것을 방지한다. 추정 센서 값이 임계치를 초과하지 않으면, 방법은 진행된다. 추정 센서 값이 임계치를 초과하면, 방법은 단계(810)로 리턴하여 또 다른 모듈을 확인한다.
일 예에서, 목표 모듈을 차단하는 것이 임의의 센서 값이 임계치 - 데드밴드(예를 들어, 화씨 83도 - 화씨 2도)를 초과하지 않도록 하면, 목표 모듈은 정지될 수 있다. 데드밴드의 사용은 센서가 임계치에 접근하지 않도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 핫 스팟을 결정하는데 사용되는 목표 온도(또는 다른 센서 값)은 센서 온도가 목표 임계치 - 데드밴드를 초과하는지를 결정하는 데 사용되는 동일한 목표 온도이다.
단계(870)에서, 확인된 모듈은 정지된다. 일 실시예에서 확인된 모듈을 정지한 후에, 예를 들어 웹 구성가능 제한(디폴트 15분)을 갖는 시작-정지 타이머가 시작되고, 또 다른 CRAC 유닛은 시작-정지 타이머가 만료될 때까지 정지되지 않는다.
또한, 목표 CRAC 유닛에 대응하는 TM의 값은 상술한 바와 같이 시작-정지 타이머가 만료된 후에 업데이트될 수 있다. 일 형태에서, 업데이트의 제1 단계는 시작-정지 타이머가 재시작되기 전에 정지된 것을 포함하여 온된 CRAC 유닛의 퍼센트 용량 및 냉각 통로 온도를 기록한다. 업데이트의 제2 단계는 시작-정지 타이머가 만료된 후에 퍼센트 용량 및 냉각 통로 온도를 기록한다. 수학식 1 및 2의 TM의 값은 예를 들어 수학식 5에 따라 계산되고 업데이트된다.
VII. 시작 및 정지
임의의 실시예에서, 제어 시스템은 어떤 액츄에이터가 변경(증가 또는 감소)되어야 센서 값을 소망의 범위 내로 효율적으로 유지할 수 있는지를 알 수 있고, 여러 경우에, 어떤 액츄에이터가 감소되어야 범위 밖 조건를 유발하지 않고 에너지를 절약할 수 있는지를 추적할 수 있다. 일 실시예에서, 센서 값을 범위 내에 유지하기 위한 로직은 에너지 사용을 감소시키는 로직을 능가한다. 예를 들어, 저효율 CRAC가 있고 동시에 핫 스팟이 있으면, CRAC가 시작되고 정지되지 않을 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 센서 값을 소망의 범위 내로 유지하고 에너지 사용을 감소시키는 모듈의 동작 레벨을 증가 또는 감소시킴으로써 환경 유지 시스템을 제어하는 방법(900)의 흐름도이다. 방법(900)은 상이한 조건에 기초하여 어떤 액츄에이터를 증가 또는 감소시키는 것이 최선인지를 결정할 수 있다.
단계(910)에서, 전달 매트릭스(TM)(수학식 1 참조) 및 잠재적으로 로드 매트릭스(수학식 3)이 개시된다. 일 실시예에서, 전달 매트릭스(TM)는 방법(500)을 이용하여 개시된다. 다른 실시예에서, 전달 매트릭스(TM)는 디폴트 값이 상정될 때 또는 다른 제어 시스템에 의해 초기화가 개시될 때 제어 시스템에 의해 수신될 수 있다.
단계(920)에서, 액츄에이터의 동작 레벨의 변화가 방지되는지를 결정한다. 다양한 실시예에 대하여 여기에서 설명한 바와 같이, 방지는 타이머 또는 기준, 예를 들어, 의사 정상 상태 조건이 센서 값에 의해 달성되었는지에 의해 결정된다. 일 예로서, 타이머가 만료되지 않으면, 프로세스는 "예" 브랜치를 선택하고 모듈의 시작 또는 정지 또는 모듈의 액츄에이터의 동작 레벨에 대한 다른 변화를 수락가능할 때까지 기다린다. 타이머가 만료되면 프로세스는 "아니오"브랜치로 계속된다. 변화 방지의 결정은 10 또는 30초마다 등 비교적 높은 빈도로 주기적으로 이루어질 수 있다.
단계(930)에서, 센서 값을 모니터링하여 범위 밖 조건이 존재하는지를 결정한다. 일 실시예에서, 온도(예를 들어, 서버 부근의 냉각 통로 온도)를 모니터링하여 핫 스팟(또는 임계치의 다른 위반)이 발생하는지를 결정한다. 범위 밖 조건이 존재하면, 프로세스는 단계(940)로 이동한다. 범위 밖 조건가 존재하지 않으면, 프로세스는 단계(960)로 이동한다.
일 실시예에서, 동작 레벨 변화가 방지되어도 센서 값은 모니터링될 수 있다. 이 방식으로, 방지가 해제되면, 프로세스는 방지가 발생했을때 발생한 범위 밖 조건을 처리하도록 이동한다.
단계(940)에서, 제어 시스템은 센서 값을 범위 내로 되돌기 위하여 어떤 동작 파라미터(들)이 변화되는지를 결정할 수 있다. 이러한 결정은 방법(600)의 실실예의 임의의 것에 의해 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, 동작 파라미터는 모듈을 정지 또는 시작할지에 관한 것이다. 다른 실시예에서, 동작 파라미터는 하나 이상의 액츄에이터의 동작 레벨일 수 있다.
단계(950)에서, 여기에 기재된 다른 방법의 다른 단계에서 수행되는 바와 같이, 타이머가 만료될 때까지 및/또는 의사 정상 상태 조건이 달성될 때까지 다른 동작 레벨이 변하는 것을 방지하도록 타이머가 시작된다. 타이머가 만료되면 TM 및/또는 부하 매트릭스가 업데이트될 수 있다.
범위 밖 조건이 존재하지 않는 경우의 브랜치로 되돌아가서, 단계(960)에서, (잠재적으로 전체 모듈을 포함하는) 액츄에이터의 임의의 것이 효율 임계치보다 낮은 효율을 갖는지를 결정한다. 효율은 여기에 기재된 방법 중의 임의의 것에 의해 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 에너지 임계치 미만에서 동작하는 모듈이 없으면, 프로세스는 단계(920)로 되돌아간다. 다른 실시예에서, 임계치 미만의 효율로 동작하는 모듈이 없어도 프로세스는 계속될 수 있다.
단계(970)에서, 액츄에이터가 범위 밖 조건를 유발하지 않고 동작 레벨을 감소(예를 들어, 정지)할 수 있는지를 결정한다. 범위 밖 조건이 발생하는지의 예측은 여기에 기재된 바와 같이 수행된다. 예를 들어, 결정은 방법(700)의 실시예의 임의의 것에 의해 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, 범위 밖 조건을 유발하지 않는 가장 높은 용량을 갖는 모듈이 감소(예를 들어, 정지)된다.
단계(980)에서, 타이머가 만료될 때까지 및/또는 의사 정상 상태 조건이 달성될 때까지 다른 유닛이 변경되지 않도록 타이머가 시작된다. 타이머가 만료될 때 TM 및/또는 부하 매트릭스는 업데이트될 수 있다.
VIII. 동시에 TM의 다수의 열을 산출
일 실시예에서, 한번에 하나의 열의 전달 매트릭스 요소가 산출될 수 있다. 예를 들어, 센서 값의 변화를 변경된 파라미터에 대응하는 전달 매트릭스(TM)의 열을 업데이트하는데 사용하면서 단 하나의 동작 파라미터(즉, 액츄에이터의 동작 레벨)가 변경될 수 있다. 이러한 실시예는 동작 레벨 및 센서 값 간의 상호 작용을 분리시킨다. 그러나, 이러한 프로세스는 모든 액츄에이터가 매트릭스 요소를 얻기 위하여 증가된 후 감소됨에 따라 느려질 수 있다(TM은 감소 및 증가 후에 업데이트될 수 있다). 좀 더 효율적으로 개시하도록, 어떤 실시예는 동시에 다수의 동작 레벨을 변경할 수 있고, 따라서, 다수의 열에 대한 매트릭스 요소를 산출한다.
임의의 실시예에서, 다수의 열이 한번에 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 파라미터는 한번 이상 변경되고, 각각의 변화로부터 매트릭스 요소의 평균(예를 들어, 가중된 평균)이 새로운 매트릭스 요소를 결정하는데 사용된다. 단일 동작 파라미터에 대한 프로세스는, 2개의 산출된 매트릭스 요소의 평균을 결정하면서, 액츄에이터를 턴오프(또는 감소)하고, 매트릭스 요소를 산출하고, 액츄에이터를 턴온하고, 다시 매트릭스 요소를 산출하는 것을 포함한다. 상기 예의 액츄에이터의 변화의 각 포인트에서, 다수의 액츄에이터는 동시에 변경될 수 있다. 임의의 실시예에서, 매트릭스 요소는 공분산 리세팅으로 회귀 최소 자승법(recursive least square)을 이용하여 업데이트되어 전달 매트릭스의 요소를 업데이트한다.
일 실시예에서, 전달 매트릭스의 각각의 요소는 제어 동작에서의 정상 상태 변화에 의해 나누어진 프로세스 변수(예를 들어, 유입 공기 온도)의 정상 상태 변화이고, 동작 레벨의 변화(냉각 유닛을 시작 및 정지)라 한다. 전달 매트릭스는 행이 센서 값에 대응하고 열이 제어 동작에 대응하도록 배열되면, 전달 매트릭스의 요소는 다음과 같이 정의된다.
Figure pct00014
여기에서, Y는 프로세스 출력(예를 들어, 서버 유입 공기 온도, 압력, 습도, 등)의 벡터이고, u는 제어 명령 또는 출력 레벨이 벡터이다. 제어 명령이 온/오프이면, u는 1(온) 또는 0(오프)의 값을 취한다.
전달 매트릭스에 더하여, 실시예는 공분산 매트릭스를 이용할 수 있다. 일 실시예에서, 공분산 매트릭스는 제어 동작의 수의 사이즈를 갖는 정방 행렬(즉, u의 요소의 수와 동일한 수의 행 및 열을 갖는다). 초기 공분산 매트릭스는 큰 수(예를 들어, 1e6)에 의해 승산된 아이덴티티 매트릭스일 수 있다. 일 형태에서, 공분산 매트릭스는 센서에 대응하는 전달 매트릭스의 추정 값에서의 불확실성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 공분산 매트릭스는 특정한 센서에 대응하는 파라미터의 전달 매트릭스 벡터의 불확실성을 제공할 수 있다. 실시예에서, 또 다른 것 이상의 하나의 액츄에이터의 동작 레벨의 변화는 그 액츄에이터에 대응하는 공분산 매트릭스의 요소를 감소시킬 수 있는데, 그 이유는 그 액츄에이터가 센서에 어떻게 영향을 주는지에 대한 정보가 있기 때문이다.
일 실시예에서, 전달 함수(TM)의 개시는 다음의 방법에 따라 수행될 수 있다. 다음의 단계의 일부는 선택적이다.
단계(1)에서, 공분산 매트릭스(P)는 106과 동일한 대각선 엔트리를 갖는 대각선 매트릭스로 설정된다. 단계(2)에서, 전달 매트릭스(TM)는 제로로 설정된다. 단계(3)에서, (전체 모듈에 동등할 수 있는) 모든 액츄에이터는 100% 또는 임의의 다른 공통 값으로 돌린다. 단계(4)에서, "이전" 온도가 기록된다. 단계(5)에서, 제1 액츄에이터가 턴다운 또는 턴오프된다.
단계(6)에서, 구성가능한 타이머가 (예를 들어 15분의 디폴트로) 타임 아웃될 때까지, 의사 정상 상태 조건이 도달될 때까지, 또는 냉각 통로 온도가 제한치(예를 들어 화씨 87도의 디폴트를 갖는)를 초과할 때까지 개시는 기다린다. 단계(7)에서, "이후" 온도가 기록된다. 단계(8)에서 온도 변화(dY)가 계산된다.
단계(9)에서, 학습 업데이트가 수행된다. 일 실시예에서, 학습 벡터(L)는 수학식 11처럼 계산된다.
Figure pct00015
공분산 매트릭스는 수학식 12에 의해 업데이트된다.
Figure pct00016
여기서, du는 입력 제어 명령의 변화(또는 출력 레벨의 변화)의 벡터이고, I는 아이덴티티 매트릭스이고, λ는 망각 인자(forgetting factor)이다. 일 형태에서, λ는 개시시 "1"일 수 있다. 매트릭스는 예를 들어 아래 대각선 요소를 위 대각선 요소로 설정함으로써 대칭으로 될 수 있다.
전달 매트릭스는, 또한 예측 에러를 계산하고 변경된 액츄에이터에 대응하는 열 또는 모든 열에 대하여 수행될 수 있는 TM의 행을 업데이트함으로써 계산될 수 있다. 일 실시예에서, 센서(Sindx)에 대한 에러는 e=dY(Sindx)-TM(Sindx:)*du이고, 새로운 TM 매트릭스 요소는 변경된 액츄에이터에 대한 열 또는 모든 열에 걸친 TM(Sindx,:)=TM(sindx,:)+(L*e)이다.
단계(10)에서, 제1 액츄에이터는 이전 레벨로 되돌리고, 제2 액츄에이터는 턴오프 또는 턴다운된다. 단계(11)에서, 단계(6)에서처럼 시간을 기다린다. 단계(12)에서, "이후" 온도가 기록된다. 단계(13)에서, 온도 변화(dY)가 계산된다. 단계(14)에서, 단계(9)에서 상술한 바와 같이 학습 업데이트가 수행된다. 단계(15)에서, 다음의 액츄에이터가 이전 레벨로 되돌아가고, 다음의 액츄에이터가 턴다운 또는 턴오프된다.
단계(16)에서, 프로세스는 모든 액츄에이터가 사이클 업/다운 또는 온/오프(cycled up/down or on/off)될 때까지 후속의 유닛에 대하여 단계(11)로 이동할 수 있다. 제1 액츄에이터가 처음으로 사이클 다운/오프되면, 마지막 액츄에이터가 사이클 업/온될 수 있다. 단계(17)에서, 최종 공분산 매트릭스의 트레이스가 Trfinal로서 저장될 수 있다. 임의의 실시예에서, 1보다 많은 액츄에이터가 한번에 사이클 업되고 1보다 많은 액츄에이터가 한번에 사이클 다운된다.
시스템이 환경을 제어하는 동안 매트릭스 요소를 업데이트하기 위하여 유사 도는 동일한 프로세스가 구현될 수 있다. 이러한 프로세스는 예를 들어 방법(500 내지 900)에 대하여 상술한 바와 같이 액츄에이터에 대하여 어떠한 변화를 수행하면서 수행될 수 있다.
단계(101)에서, 어떤 액츄에이터(들)가 변화할지를 결정한다. 단계(102)에서, "이전" 온도가 기록된다. 단계(103)에서, 액츄에이터(들)의 동작 레벨이 변경된다. 단계(104)에서, 상술한 방법의 단계(6)에서처럼, 시간을 기다린다. 단계(105)에서, "이후" 온도가 기록된다. 단계(106)에서, 온도 변화(dY)가 계산된다.
단계(107)에서, 동작 레벨(du)의 변화가 계산된다. 단계(108)에서, 단계(9)에서 상술한 바와 같이 학습 업데이트가 수행된다. 여기서, λ는 1.0일 수 있다. 단계(109)에서, 예측 에러의 벡터는 E=dY-TM*du로서 계산된다. 단계(110)에서, 평균 절대 예측 에러(
Figure pct00017
) 및 최대 절대 예측 에러(
Figure pct00018
)가 계산된다. 단계(111)에서, 가중 평균(
Figure pct00019
및
Figure pct00020
)으로서의 예측 에러의 사이즈는
Figure pct00021
로서 계산된다.
단계(112)에서, 공분산 매트릭스의 트레이스에 대한 리셋 값은 예측 에러의 사이즈를 트레이스의 리셋 값으로 링크하는 식으로부터 결정된다. 도 10은 이러한 식의 예를 제공한다. 단계(113)에서, 트레이스는 트레이스가 리셋 값과 동일하도록 기존의 값의 각각을 동일한 승산기로 스케일링함으로써 업데이트될 수 있다. 일 실시예에서, 공분산은 리셋되어 트레이스가 다음과 같이 트레이스 리셋 값과 동일해지도록 할 수 있다:
Figure pct00022
. 단계(114)에서, 프로세스는 단계(101)로 되돌아가 반복한다.
제어 시스템, 컴퓨터 또는 제어기 중의 임의의 것은 임의의 적절한 수의 서브시스템을 이용할 수 있다. 이러한 서브시스템 또는 구성요소의 예는 도 11에 도시된다. 도 11에 도시된 서브시스템은 시스템 버스(1175)를 통해 상호 접속된다. 프린터(1174), 키보드(1178), 고정 디스크(1179), 디스플레이 어댑터(1182)에 결합된 모니터(1176), 및 및 다른 것 등의 추가의 서브시스템이 도시된다. I/O 제어기(1171)에 결합된 입출력(I/O) 장치 및 주변 장치는 시리얼 포트(1177) 등의 본 기술에 공지된 임의의 수의 수단에 의해 컴퓨터 시스템에 접속될 수 있다. 예를 들어, 시리얼 포트(1177) 또는 외부 인터페이스(1181)는 컴퓨터 장치를 인터넷 등의 광대역망, 마우스 입력 장치 또는 스캐너에 접속하는데 사용된다. 시스템 버스를 통한 상호 접속은 중앙 처리기(1173)가 각 서브시스템과 통신하도록 하고 서브시스템 간의 정보 교환 뿐만 아니라 시스템 메모리(1172) 또는 고정 디스크(1179)로부터의 명령의 실행 제어를 가능하게 한다. 시스템 메모리(1172) 및/또는 고정 디스크(1179)는 컴퓨터 판독가능 매체를 구현할 수 있다.
본 개시물의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 다양한 상이한 변형이 가능하다.
본 발명의 특정한 형태의 특정한 세부사항은 본 발명의 실시예의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예는 각각의 개별 형태에 관한 특정한 실시예 또는 이들 개별 형태의 특정 조합에 관한 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명은 모듈 또는 통합된 방식으로 컴퓨터 소프트웨어를 이용하여 제어 로직의 형태로 구현될 수 있음을 이해해야 한다. 여기에 제공된 개시물 또는 교시에 기초하여, 당업자는 하드웨어 및 하드웨어 및 소프트웨어의 조합을 이용하여 본 발명을 구현하는 다른 방식 및/또는 방법을 인식할 것이다.
본 출원에 기재된 소프트웨어 구성요소 또는 기능 중의의 임의의 것은 예를 들어, 자바, C++, 또는 종래의 또는 객체 지향 기술을 이용하는 펄(Perl) 등의 임의의 적절한 컴퓨터 언어를 이용하여 프로세서에 의해 실행될 소프트웨어 코드로서 구현될 수 있다. 본 발명의 특징을 포함하는 컴퓨터 프로그램은 저장 및/또는 송신을 위한 다양한 컴퓨터 판독가능 매체; 자기 디스크 또는 테이프를 포함하는 적절한 매체, 컴팩트 디스크(CD) 또는 DVD(digital versatile disk) 등의 광 저장 매체, 플로피 메모리 등 상에서 인코딩될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 이러한 저장 또는 송신 장치의 임의의 조합일 수 있다.
이러한 프로그램은 또한 인코딩되어 인터넷을 포함하는 다양한 프로토콜에 맞는 유선, 광, 및/또는 무선 네트워크를 통한 송신을 위해 적응된 캐리어 신호를 이용하여 송신될 수 있다. 이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터 판독가능 매체는 이러한 프로그램으로 인코딩된 데이터 신호를 이용하여 생성될 수 있다. 프로그램 코드로 인코딩된 컴퓨터 판독가능 매체는 호환가능한 장치와 패키징되거나 (예를 들어, 인터넷 다운로드를 통해) 다른 장치와 별도로 제공될 수 있다. 이러한 임의의 컴퓨터 판독가능 매체가 단일 컴퓨터 프로그램 제품(예를 들어, 하드 드라이브 또는 전체 컴퓨터 시스템) 상에 상주하거나 그 내에 있을 수 있고, 시스템 또는 네크워크 내의 상이한 컴퓨터 프로그램 제품 상 또는 내에 존재할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예의 상기 설명은 설명을 목적으로 제시되었다. 기재된 정밀한 형태로 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않으며, 상기 교시의 관점에서 많은 변형 및 변경이 가능하다. 실시예는 본 발명의 원리 및 그 실행 애플리케이션을 가장 잘 설명하기 위하여 선태되어 지재됨으로써 본 기술에 숙련된 자가 다양한 실시예 및 다양한 변형에서 고려된 특정한 사용에 적합하게 본 발명을 잘 이용할 수 있도록 한다.
2: 유닛 3: 센서
4: 서버 랙 6: 상인 랙
7: 체크아웃 8: 기준
10: 프로세서 12: 입력
13: 상태 16: 프로세스
310: 냉각 코일 330: 재가열 코일
340: 가습기 360: 복귀 공기 온도 센서
370: 방출 공기 온도 센서 1171: I/O 제어기
1172: 시스템 메모리 1173: 중앙 처리기
1174: 프린터 1176: 모니터
1177: 시리얼 포트 1178: 키보드
1179: 고정 디스크 1181: 외부 인터페이스
1182: 디스플레이 어댑터

Claims (35)

  1. 복수의 환경 유지 모듈 및 환경의 물리적 조건의 값을 측정하는 복수의 센서를 포함하는 환경 유지 시스템을 제어하는 방법으로서,
    센서 값이 범위 밖에 있는 것으로 측정되는 센서(Sindx)를 확인하는 단계;
    상기 모듈의 적어도 일부의 각각에 대하여, 각각의 모듈의 동작 레벨의 변화가 확인된 센서(Sindx)에 의해 측정된 센서 값을 변경하는 범위를 예측하는 예측 변화 값을 결정하는 단계;
    상기 예측 변화 값에 기초하여 적어도 하나의 모듈을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 모듈의 동작 레벨을 변경하여 상기 센서(Sindx)의 센서 값의 변화를 유발하는 단계
    를 포함하는, 환경 유지 시스템을 제어하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 동작 레벨의 변화는 상기 모듈을 시작 또는 정시시키는, 환경 유지 시스템을 제어하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 제1 모듈에 대한 예측 변화 값을 결정하는 단계는 상기 제1 모듈에 대응하는 복수의 액츄에이터(actuator)의 각각의 동작 레벨의 변화에 대한 예측 변화 값을 결정하는 단계를 포함하는, 환경 유지 시스템을 제어하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 동작 레벨의 변화는 상기 선택된 모듈의 동작 레벨을 증가시키고, 상기 선택된 모듈은 변화 전에 이전에 실행되었고, 상기 측정된 센서 값이 임계치보다 크거나 임계치보다 작을 때 측정된 센서 값이 범위 밖에 있는, 환경 유지 시스템을 제어하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 가장 큰 예측 변화 값을 갖는 모듈은 그 동작 레벨을 변경하는, 환경 유지 시스템을 제어하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 모듈을 선택하는 단계는,
    변화 임계치보다 큰 예측 변화 값을 확인하는 단계; 및
    상기 모듈 중에서 예측 변화 값이 상기 변화 임계치보다 큰 하나의 모듈을 선택하는 단계
    를 포함하는, 환경 유지 시스템을 제어하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 모듈 중의 적어도 하나가 상기 변화 임계치보다 큰 예측 변화값을 갖고 가변 팬 속도(variable fan speed)를 가지면, 동작 레벨을 변경하기 위하여 가변 팬 속도를 갖는 모듈이 선택되는, 환경 유지 시스템을 제어하는 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 모듈 중의 하나를 선택하는 것은 랜덤하게 수행되는, 환경 유지 시스템을 제어하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 모듈(Sindx)에 대한 예측 변화 값은
    Figure pct00023
    로서 결정된
    Figure pct00024
    에 대응하고,
    Figure pct00025
    는 모듈(Sindx)의 동작 레벨을 변경한 후의 확인된 센서(Hindx)의 추정 센서 값이고,
    Figure pct00026
    는 모듈(Sindx)의 동작 레벨을 변경하지 전의 확인된 센서(Hindx)의 추정 센서 값이고,
    Figure pct00027
    은 제정될(enacted) 모듈(Sindx)의 동작 레벨의 변화 추정량이고, TM은 모듈의 동작 레벨의 변화 및 센서 값의 결과적인 변화 간의 관계를 제공하는 전달 매트릭스인, 환경 유지 시스템을 제어하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 모듈(Sindx)의 동작 레벨의 변화는 시작이고, N개의 모듈은 모듈(Sindx)이 시작하기 전에 실행되고, 시작 후의 모듈(Sindx)의 추정 동작 레벨은 동작 모듈의 동작 레벨의 평균×N/(N+1)인, 환경 유지 시스템을 제어하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 센서의 제1 센서 값(Y1)을 측정하고 동작 레벨의 변경 전의 상기 선택된 모듈의 동작 레벨을 결정하고,
    동작 레벨을 변경한 후에, 상기 센서의 제2 센서 값을 측정하고 상기 선택된 모듈의 동작 레벨을 결정하고,
    상기 센서의 각각에 대한 선택된 모듈(Sindx)에 대한
    Figure pct00028
    을 산출하고 - Y2 및 Y1은 센서(Sindx)에 대한 측정된 제1 및 제2 센서 값이고,
    Figure pct00029
    은 상기 선택된 모듈(Pindx)의 동작 레벨의 변화의 측정치임 -,
    TMNEW를 이용하여 TM에 대한 업데이트된 값을 결정함으로써,
    상기 TM을 업데이트하는 단계를 더 포함하는, 환경 유지 시스템을 제어하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 업데이트된 TM은 수학식:
    Figure pct00030

    을 이용하여 TMNEW 및 이전의 TM으로부터 얻어지고, 여기서, g는 0과 1 사이인, 환경 유지 시스템을 제어하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 선택된 모듈이 그 동작 레벨을 변경한 후에 소정량의 시간이 경과할 때까지 또는 상기 선택된 모듈이 그 동작 레벨을 변경한 후에 의사 정상 상태 조건(quasi-steady state condition)이 달성될 때까지 다른 모듈의 동작 레벨의 변경을 방지하는 단계를 더 포함하는, 환경 유지 시스템을 제어하는 방법.
  14. 복수의 환경 유지 모듈 및 환경의 물리적 조건의 값을 측정하는 복수의 센서를 포함하는 환경 유지 시스템을 제어하는 동작을 수행하도록 프로세서를 제어하는 복수의 명령을 저장하는 유형의(tangible) 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 상기 명령은 제1항의 방법을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  15. 복수의 환경 유지 모듈;
    환경의 물리적 조건의 값을 측정하는 복수의 센서;
    제13항의 컴퓨터 프로그램 제품; 및
    적어도 하나의 프로세서
    를 포함하는 환경 유지 시스템.
  16. 현재 실행중인 복수의 환경 유지 모듈 및 환경의 물리적 조건의 값을 측정하는 복수의 센서를 포함하는 환경 유지 시스템을 제어하는 방법으로서,
    현재 실행중인 복수의 모듈 중의 적어도 하나에 대하여,
    상기 모듈의 동작 레벨이 적어도 소정량 만큼 감소되었을 때 나타내는 센서의 센서 값을 추정하는 단계;
    현재 실행중인 복수의 모듈 중에서 제1 범위 밖의 추정 센서 값이 전혀 없는 하나 이상의 제1 세트를 결정하는 단계; 및
    현재 실행중인 복수의 모듈 중의 하나 이상이 제1 범위 밖의 추정 센서 값이 전혀 없다는 결정에 응답하여 상기 제1 세트의 적어도 하나의 모듈의 동작 레벨을 감소시키는 단계
    를 포함하는, 환경 유지 시스템을 제어하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 세트의 적어도 하나의 모듈의 동작 레벨을 감소시키는 단계는 모듈을 정지하는 단계를 포함하는, 환경 유지 시스템을 제어하는 방법.
  18. 제16항에 있어서, 제1 모듈의 동작 레벨이 적어도 소정량 만큼 감소되었을 때 나타내는 센서의 센서 값을 추정하는 단계는 상기 제1 모듈에 대응하는 복수의 액츄에이터의 각각의 동작 레벨의 변화에 대하여 결과적인 센서 값을 추정하는 단계를 포함하고, 동작 레벨을 감소시키는 단계는 추정된 센서 값이 상기 제1 범위 밖에 있도록 하지 않는 액츄에이터에 대한 동작 레벨을 감소시키는 단계에 대응하는, 환경 유지 시스템을 제어하는 방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 제1 범위는 목표 임계치 - 데드밴드(deadband) 값의 조합인 임계치를 포함하는, 환경 유지 시스템을 제어하는 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    효율이 효율 임계치보다 작은 제1 세트의 하나 이상의 모듈을 확인하는 단계; 및
    상기 확인된 실행 모듈 중의 하나에 대하여, 상기 확인된 모듈이 차단되었을 때 계속 켜져 있는 각각의 모듈의 퍼센트 용량을 추정하고 - 상기 퍼센트 용량은 확인된 모듈이 동작하는 설계 용량의 퍼센트의 측정치임 -, 상기 퍼센트 용량으로부터 부하를 결정하고, 상기 부하가 제1 임계치를 초과하지 않는지를 결정하고, 상기 부하가 상기 제1 임계치를 초과하지 않고 상기 추정 센서 값 중의 어느 것도 제1 범위 밖에 있지 않는다는 결정에 응답하여 상기 확인된 모듈의 동작 레벨을 감소시키는 단계
    를 더 포함하는, 환경 유지 시스템을 제어하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 확인된 모듈 중의 하나는 가장 낮은 효율을 갖는 확인된 모듈인, 환경 유지 시스템을 제어하는 방법.
  22. 제20항에 있어서, 상기 부하는 각각의 모듈의 퍼센트 용량 및 상기 모듈의 설계 용량으로부터 결정되는, 환경 유지 시스템을 제어하는 방법.
  23. 제20항에 있어서, 모듈(Cindx)의 추정 퍼센트 용량(
    Figure pct00031
    )은
    Figure pct00032
    이고,
    상기 부하 매트릭스는 계속 켜져 있는 나머지 모듈의 사용의 용량에 대하여 모듈을 정지하는 효과의 측정치를 제공하고, 부하 매트릭스 요소(
    Figure pct00033
    )는 모듈(Cindx)의 용량에 대하여 모듈(Sindx)을 정지하는 효과의 측정치를 제공하는, 환경 유지 시스템을 제어하는 방법.
  24. 제20항에 있어서, 모듈(Cindx)에 대한 효율(η)은 최대 팬 속도 설정에 대한 팬 속도의 동작의 퍼센티지에 의해 나누어진 퍼센트 용량으로서 계산되는, 환경 유지 시스템을 제어하는 방법.
  25. 복수의 환경 유지 모듈 및 환경의 물리적 조건의 값을 측정하는 복수의 센서를 포함하는 환경 유지 시스템을 개시하는 방법으로서, 각각의 모듈은 하나 이상의 액츄에이터를 포함하고, 상기 방법은,
    상기 센서의 각각에 대한 제1 센서 값(Y1)을 수신하는 단계;
    동시에 상기 모듈의 적어도 2개의 액츄에이터의 동작 레벨을 변경하는 단계;
    각각의 센서에 대하여, 동작 레벨의 변화 후에 제2 센서 값(Y2)를 수신하고 상기 제1 센서 값(Y1) 및 제2 센서 값(Y2) 간의 차를 산출하는 단계; 및
    상기 차에 기초하여 전달 매트릭스의 매트릭스 요소의 적어도 일부를 결정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 전달 매트릭스는 액츄에이터의 수×센서의 수의 차원을 갖고,
    상기 일부는 적어도 2개의 액츄에이터와 관련된 매트릭스 요소를 포함하고,
    상기 센서(S) 및 액츄에이터(P)에 대한 매트릭스 요소를 결정하는 단계는,
    센서(S)에 대한 차를 포함하는 분자 및 액츄에이터(P)에 대한 동작 레벨의 변화를 포함하는 분모를 갖는 제1 비율을 결정하는 단계; 및
    상기 제1 비율을 적어도 하나의 다른 비율과 결합하는 단계
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 다른 비율은 센서(S)에 대한 센서에 이전의 차를 유발한 액츄에이터(P)의 동작 레벨의 이전 변화로부터 결정되는, 환경 유지 시스템을 개시하는 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 제1 비율을 적어도 하나의 다른 비율과 결합하는 단계는 회귀 최소 자승법(recursive least squares)을 이용하는 단계를 포함하는, 환경 유지 시스템을 개시하는 방법.
  27. 제25항에 있어서, 모듈의 액츄에이터의 동작 레벨의 변화는 각각의 모듈을 시작 또는 정지하는, 환경 유지 시스템을 개시하는 방법.
  28. 제25항에 있어서, 상기 제1 비율을 적어도 하나의 다른 비율과 결합하는 단계는,
    액츄에이터(P)의 동작 레벨의 변화 때문에 센서(S)에 대한 센서 값의 예측 변화에 대하여 산출된 차의 에러를 결정하는 단계; 및
    센서(S) 및 액츄에이터(P)에 대한 매트릭스 요소에 대한 기존의 값에 상기 에러를 가산하는 단계
    를 포함하고,
    상기 기존의 값은 이전의 차 및 액츄에이터(P)의 동작 레벨의 이전 변화로부터 결정되는 것인, 환경 유지 시스템을 개시하는 방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 가산하는 단계 전에 상기 에러를 학습 인자로 승산하는 단계를 더 포함하고, 상기 학습 인자는 공분산 매트릭스로부터 결정되는 것인, 환경 유지 시스템을 개시하는 방법.
  30. 복수의 환경 유지 모듈 및 환경의 물리적 조건의 값을 측정하는 복수의 센서를 포함하는 환경 유지 시스템을 개시하는 방법으로서,
    상기 모듈의 각각에 대하여,
    상기 센서의 각각에 대한 제1 센서 값(Y1)을 수신하고 - 각각의 제1 센서 값은 각각의 모듈이 제1 동작 레벨을 가질 때 수신됨 -,
    각각의 모듈을 정지 또는 시작하고,
    각각의 모듈을 정지 또는 시작한 후에, 각각의 센서에 대하여, 제2 센서 값(Y2)을 수신하고, 상기 제1 센서 값(Y1) 및 상기 제2 센서 값(Y2) 간의 차를 산출하고, 상기 차를 이용하여 TM 매트릭스 요소를 산출함으로써,
    적어도 하나의 프로세서가 전달 매트릭스(TM)를 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 전달 매트릭스(TM)는 모듈의 시작 및/또는 정지 및 각 센서에 대한 센서 값의 결과적인 변화 간의 관계를 제공하는 것인, 환경 유지 시스템을 개시하는 방법.
  31. 제30항에 있어서, 상기 매트릭스 요소는 용량의 측정치에 의해 나누어진 (Y2-Y1)과 동일한 것인, 환경 유지 시스템을 개시하는 방법.
  32. 제31항에 있어서,
    모든 모듈이 실행될 때 각각의 모듈(S)에 대하여 복귀 온도(TRs) 및 방출 온도(TDs)를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 동작 레벨은
    Figure pct00034
    에 의해 측정된 용량이고, FP는 정지 전의 정지된 모듈의 흐름 속도이고, TRP는 정지 전의 각각의 모듈(P)의 복귀 온도이고, TDP는 동작 레벨이 변경되기 전의 각각의 모듈(P)의 방출 온도이고, FD는 유닛의 설계 흐름 속도이고, TRD-TDD는 각각의 모듈(P)의 설계치(
    Figure pct00035
    )인 것인, 환경 유지 시스템을 개시하는 방법.
  33. 제30항에 있어서,
    각각의 모듈(Sindx)에 대하여,
    각각의 다른 모듈(Cindx)에 대하여, 각각의 모듈(Sindx)의 동작 레벨을 변경하는 것으로부터 발생한 용량(△%Cap)의 퍼센트 용량을 산출하고, 각각의 퍼센트 변화를 이용하여 부하 매트릭스 요소(
    Figure pct00036
    )를 결정함으로써,
    부하 매트릭스를 산출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 부하 매트릭스는 계속 켜져 있는 나머지 모듈의 사용 용량에 대하여 모듈의 동작 레벨을 변경하는 효과의 측정치를 제공하는 것인, 환경 유지 시스템을 개시하는 방법.
  34. 제33항에 있어서,
    Figure pct00037
    이고, △%Cap은 모듈(Sindx)을 정지함으로써 유도된 모듈(Cindx)의 퍼센트 용량의 변화이고, %Caps는 정지 전의 정지된 모듈(Sindx)의 퍼센트 용량인 것인, 환경 유지 시스템을 개시하는 방법.
  35. 제34항에 있어서,
    Figure pct00038
    이고, FP는 정지 전의 정지된 모듈의 흐름 속도이고, TRP는 정지 전의 각각의 모듈(P)의 복귀 온도이고, TDP는 동작 레벨이 변경되기 전의 각각의 모듈(P)의 방출 온도이고, FD는 유닛의 설계 흐름 속도이고, TRD-TDD는 각각의 모듈(P)의 설계치(
    Figure pct00039
    )인 것인, 환경 유지 시스템을 개시하는 방법.
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