本發(fā)明涉及空調(diào)控制，尤其是涉及一種通過流速場(chǎng)控制機(jī)房溫度場(chǎng)的列間空調(diào)控制方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著普算數(shù)據(jù)中心向智算數(shù)據(jù)中心發(fā)展，單機(jī)柜功耗越來越高，數(shù)據(jù)中心采用列間空調(diào)加封閉熱通道的做法越來越普及，如何使模塊內(nèi)列間空調(diào)機(jī)組之間的協(xié)調(diào)性更好、能效比更高、氣流組織更合理、已成為智算中心節(jié)能追求的目標(biāo)，人們也想了很多控制列間空調(diào)的方法，大部分根據(jù)機(jī)房溫度場(chǎng)來控制空調(diào)機(jī)組的出力情況。

2、現(xiàn)有技術(shù)中如采用多個(gè)溫度傳感器采集真實(shí)溫度場(chǎng)情況，計(jì)算空調(diào)區(qū)域制冷量需求，確定開啟臺(tái)數(shù)和空調(diào)輸出情況；以及獲取空調(diào)的功率參數(shù)及設(shè)備發(fā)熱量，計(jì)算空調(diào)開啟時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間；另外還有建立空調(diào)與機(jī)柜或空間點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)度，計(jì)算空調(diào)開啟臺(tái)數(shù)及處理情況。目前這些方法存在以下缺陷：

3、1.忽視了機(jī)房機(jī)柜運(yùn)行功耗的動(dòng)態(tài)變化屬性；

4、2.只看到表面的溫度場(chǎng)的溫度變化，沒有深層考慮到溫度場(chǎng)是隨流速場(chǎng)變化而變化的；

5、3.現(xiàn)有技術(shù)均是借助機(jī)房空調(diào)機(jī)組外的大量溫度、壓力傳感器、機(jī)柜it功耗等外在參數(shù)，建立溫度場(chǎng)模型，使空調(diào)與溫度點(diǎn)或機(jī)柜的關(guān)聯(lián)，再對(duì)空調(diào)機(jī)組進(jìn)行調(diào)節(jié)，傳感器布置位置、參數(shù)準(zhǔn)確性對(duì)調(diào)節(jié)的影響很大，調(diào)節(jié)效果都比較差。

6、例如一個(gè)列間空調(diào)模塊有20個(gè)機(jī)柜，20個(gè)機(jī)柜的功耗會(huì)隨著不同的時(shí)間，功率此起彼伏，因此實(shí)際運(yùn)行是不均勻的，就會(huì)出現(xiàn)機(jī)柜功耗高區(qū)的空調(diào)全速運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)柜功耗低區(qū)域的空調(diào)機(jī)組處在閑置狀態(tài)。于是出現(xiàn)同一模塊內(nèi)高功耗機(jī)柜有利于空調(diào)回風(fēng)口吸入的區(qū)域，空調(diào)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，其他區(qū)域低速運(yùn)行或停止運(yùn)行，出現(xiàn)累的累死，閑的閑死，導(dǎo)致閑置空調(diào)換熱能力浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)依靠外在參數(shù)建立溫度場(chǎng)模型對(duì)空調(diào)機(jī)組進(jìn)行調(diào)節(jié)，受傳感器位置、參數(shù)準(zhǔn)確性影響大，導(dǎo)致調(diào)節(jié)效果差的問題，提供了一種通過流速場(chǎng)控制機(jī)房溫度場(chǎng)的列間空調(diào)控制方法及裝置。

2、本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：一種通過流速場(chǎng)控制機(jī)房溫度場(chǎng)的列間空調(diào)控制方法，包括以下步驟：

3、s1.確定每臺(tái)空調(diào)的關(guān)聯(lián)空調(diào)，以及與關(guān)聯(lián)空調(diào)的流速場(chǎng)關(guān)聯(lián)因子；

4、s2.獲取回風(fēng)溫度過高的第一候選空調(diào)組，從中選取風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速高的第一空調(diào)，獲取風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速最大的第一空調(diào)，選取與其流速場(chǎng)關(guān)聯(lián)因子最大且風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速低的關(guān)聯(lián)空調(diào)，提升關(guān)聯(lián)空調(diào)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下限，降低第一空調(diào)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速上限；

5、s3.獲取回風(fēng)溫度過低的第二候選空調(diào)組，根據(jù)送風(fēng)溫度的判斷選擇回風(fēng)溫度最低的空調(diào)進(jìn)行關(guān)閉。

6、s4.每間隔設(shè)定時(shí)間對(duì)需調(diào)節(jié)空調(diào)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

7、本發(fā)明基于各空調(diào)本身固有流場(chǎng)勢(shì)函數(shù)特性，不借助空調(diào)機(jī)組本身以外的其他傳感器，通過建立各空調(diào)之間流場(chǎng)勢(shì)函數(shù)的影響關(guān)系，通過監(jiān)測(cè)空調(diào)機(jī)組內(nèi)部的回風(fēng)溫度、送風(fēng)溫度、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速等運(yùn)行參數(shù)及這些參數(shù)上下限值，對(duì)各臺(tái)需開啟的空調(diào)風(fēng)機(jī)風(fēng)速上下限進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過改變各臺(tái)空調(diào)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來改變熱風(fēng)流速場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度場(chǎng)的控制，使熱風(fēng)比較均勻的分配至各臺(tái)需要開啟的空調(diào)機(jī)組，使每臺(tái)空調(diào)機(jī)組風(fēng)機(jī)工作在最優(yōu)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速附近，充分利用已有換熱器的換熱能力，達(dá)到節(jié)能目的，同時(shí)解決局部過熱問題。并且進(jìn)一步能對(duì)空調(diào)機(jī)組是否病態(tài)運(yùn)行做出判斷，發(fā)出預(yù)警，提高系統(tǒng)運(yùn)行安全性。列間空調(diào)回風(fēng)固有流場(chǎng)勢(shì)函數(shù)特性為：φ＝q/(2π)lnr，其中φ為勢(shì)函數(shù)，q為流量，r為作用半徑。

8、作為一種優(yōu)選方案，確定流速場(chǎng)關(guān)聯(lián)因子，包括：

9、確定各空調(diào)回風(fēng)口幾何中心；

10、確定各空調(diào)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，回風(fēng)流速vmin點(diǎn)至幾何中心之間的間距rmax；

11、當(dāng)前空調(diào)為主聯(lián)空調(diào)，以主聯(lián)空調(diào)幾何中心為圓心，rmax為半徑做圓，獲取圓內(nèi)其他空調(diào)定義為關(guān)聯(lián)空調(diào)；

12、以主聯(lián)空調(diào)幾何中心為圓心，過關(guān)聯(lián)空調(diào)幾何中心做圓，獲取半徑ri；

13、計(jì)算流速場(chǎng)關(guān)聯(lián)因子xi＝rmax/ri。

14、本方案中分別計(jì)算每臺(tái)空調(diào)即主聯(lián)空調(diào)與其關(guān)聯(lián)空調(diào)的流速場(chǎng)關(guān)聯(lián)因子。首先確定各空調(diào)運(yùn)行時(shí)回風(fēng)流速vmin點(diǎn)至其回風(fēng)幾何中心之間的間距rmax，以當(dāng)前計(jì)算的空調(diào)為主聯(lián)空調(diào)，以主聯(lián)空調(diào)幾何中心為圓心，rmax為半徑做圓，獲取圓內(nèi)其他空調(diào)，定義為當(dāng)前主聯(lián)空調(diào)的關(guān)聯(lián)空調(diào)，分別計(jì)算主聯(lián)空調(diào)與各關(guān)聯(lián)空調(diào)的流速場(chǎng)關(guān)聯(lián)因子，為間距rmax與半徑ri之商。流速場(chǎng)關(guān)聯(lián)因子xi越大說明該臺(tái)關(guān)聯(lián)空調(diào)對(duì)主聯(lián)空調(diào)流速場(chǎng)關(guān)聯(lián)因子越大，對(duì)于主聯(lián)空調(diào)機(jī)組的流速場(chǎng)的影響越大，反之關(guān)聯(lián)空調(diào)對(duì)主聯(lián)空調(diào)流速場(chǎng)關(guān)聯(lián)因子越小，對(duì)主聯(lián)空調(diào)機(jī)組的流速場(chǎng)的影響越小。在確定各空調(diào)與關(guān)聯(lián)空調(diào)的流速場(chǎng)關(guān)聯(lián)因子，將其存儲(chǔ)至信息存儲(chǔ)模塊中的流速場(chǎng)關(guān)聯(lián)因子存儲(chǔ)區(qū)。

15、作為一種優(yōu)選方案，設(shè)定空調(diào)回風(fēng)溫度上限值，判斷是否有空調(diào)的回風(fēng)溫度大于回風(fēng)溫度上限值，

16、若是，獲取這些空調(diào)得到第一候選空調(diào)組，若否，進(jìn)入步驟s3。

17、步驟s2判斷高溫區(qū)流速場(chǎng)是否需要調(diào)整，通過求取回風(fēng)溫度大于回風(fēng)溫度上限值的列間空調(diào)數(shù)m，判斷m數(shù)量，若m≥1，即存在空調(diào)回風(fēng)溫度大于回風(fēng)溫度上限值的列間空調(diào)，說明高溫區(qū)流速場(chǎng)需要調(diào)整，進(jìn)入調(diào)整步驟，若m＝0，即不存在空調(diào)回風(fēng)溫度大于回風(fēng)溫度上限值的列間空調(diào)，說明高溫區(qū)流速場(chǎng)不需要調(diào)整，進(jìn)入步驟s3。

18、作為一種優(yōu)選方案，對(duì)于第一候選空調(diào)組，從中選取風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速大于中間轉(zhuǎn)速且小于等于轉(zhuǎn)速上限值的空調(diào)，作為第一空調(diào)，中間轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速上限值與轉(zhuǎn)速下限值的平均值。

19、獲取各空調(diào)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速上限值和下限值。從第一候選空調(diào)組中選取風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速高的第一空調(diào)數(shù)量，該風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速高的判斷為風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速大于中間轉(zhuǎn)速且小于等于轉(zhuǎn)速上限值，其中中間轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速上限值與轉(zhuǎn)速下限值的平均值即轉(zhuǎn)速上限值與轉(zhuǎn)速下限值之和除于2，滿足條件的空調(diào)為第一空調(diào)。若第一空調(diào)數(shù)量k≥1，即存在第一空調(diào)，則進(jìn)入調(diào)整步驟，若第一空調(diào)數(shù)量k＝0，即不存在第一空調(diào)，則不進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)入步驟s3。

20、作為一種優(yōu)選方案，從第一空調(diào)中選取風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速最大的第一空調(diào)，獲取其關(guān)聯(lián)空調(diào)；對(duì)關(guān)聯(lián)空調(diào)根據(jù)流速場(chǎng)關(guān)聯(lián)因子進(jìn)行降序排序，并根據(jù)關(guān)聯(lián)空調(diào)的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降序排序；

21、獲取風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速小于中間轉(zhuǎn)速且流速場(chǎng)關(guān)聯(lián)因子最大的關(guān)聯(lián)空調(diào)，若存在多個(gè)關(guān)聯(lián)空調(diào)流速場(chǎng)關(guān)聯(lián)因子相同，則選取風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速最小的關(guān)聯(lián)空調(diào)。

22、本方案從第一空調(diào)中選取風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速最大的第一空調(diào)，根據(jù)該空調(diào)獲取對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)空調(diào)，從這些關(guān)聯(lián)空調(diào)中選取符合條件的關(guān)聯(lián)空調(diào)，條件為風(fēng)機(jī)組轉(zhuǎn)速小于中間轉(zhuǎn)速且流速場(chǎng)關(guān)聯(lián)因子最大，其中中間轉(zhuǎn)速為該空調(diào)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速上限值與下限值之和除以2。如果存在多臺(tái)關(guān)聯(lián)空調(diào)流速場(chǎng)關(guān)聯(lián)因子相同，則選取風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速最小的關(guān)聯(lián)空調(diào)。對(duì)關(guān)聯(lián)空調(diào)分別進(jìn)行流速場(chǎng)關(guān)聯(lián)因子和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速排序，為了便于后續(xù)判斷步驟進(jìn)行。

23、作為一種優(yōu)選方案，設(shè)定單位調(diào)節(jié)值，將選取的關(guān)聯(lián)空調(diào)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下限值提升單位調(diào)節(jié)值，同時(shí)將對(duì)應(yīng)的第一空調(diào)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速上限值降低單位調(diào)節(jié)值。

24、在選取出符合條件的關(guān)聯(lián)空調(diào)后，對(duì)該關(guān)聯(lián)空調(diào)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下限值調(diào)高單位調(diào)節(jié)值，同時(shí)將對(duì)應(yīng)的主聯(lián)空調(diào)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速上限值調(diào)低單位調(diào)節(jié)值。分別將調(diào)節(jié)信號(hào)存儲(chǔ)到信息存儲(chǔ)模塊輸出區(qū)，該調(diào)節(jié)信號(hào)對(duì)應(yīng)空調(diào)編號(hào)。每隔設(shè)定時(shí)間，從信息存儲(chǔ)模塊輸出區(qū)讀取需調(diào)節(jié)的空調(diào)編號(hào)及對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)信號(hào)，向需調(diào)節(jié)的空調(diào)發(fā)送調(diào)節(jié)命令。

25、作為一種優(yōu)選方案，設(shè)定空調(diào)回風(fēng)溫度下限值，判斷是否有空調(diào)的回風(fēng)溫度小于回風(fēng)溫度下限值，

26、若是，獲取這些空調(diào)得到第二候選空調(diào)組，若否，返回步驟s2。

27、步驟s3求取回風(fēng)溫度低于回風(fēng)溫度下限值的空調(diào)數(shù)n，判斷n數(shù)量，若n≥1，即存在空調(diào)回風(fēng)溫度小于回風(fēng)溫度下限值的空調(diào)，獲取這些空調(diào)構(gòu)成第二候選空調(diào)組，進(jìn)行選擇關(guān)閉操作。若n＝0，即不存在空調(diào)回風(fēng)溫度小于回風(fēng)溫度下限值的空調(diào)，則返回步驟s2，進(jìn)行新一輪調(diào)試操作。

28、作為一種優(yōu)選方案，在獲得第二候選空調(diào)組后，判斷所有第二候選空調(diào)的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速是否運(yùn)行在最低轉(zhuǎn)速，若是，根據(jù)送風(fēng)溫度的判斷選擇回風(fēng)溫度最低的空調(diào)進(jìn)行關(guān)閉，若否，提示風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)置錯(cuò)誤。

29、在獲得第二候選空調(diào)組后，還包括對(duì)所有第二候選空調(diào)進(jìn)行風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速判斷，判斷是否均運(yùn)行在其最低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，若所有空調(diào)均運(yùn)行在其最低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，則進(jìn)行后續(xù)的根據(jù)送風(fēng)溫度的判斷選擇回風(fēng)溫度最低的空調(diào)進(jìn)行關(guān)閉操作，若其中有空調(diào)未運(yùn)行在最低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，則對(duì)相應(yīng)的空調(diào)發(fā)出風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)置錯(cuò)誤的提示，提示工作人員對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行校正設(shè)置。

30、作為一種優(yōu)選方案，設(shè)定送風(fēng)溫度限值，判斷第二候選空調(diào)組所有空調(diào)的送風(fēng)溫度是否均低于送風(fēng)溫度限值，

31、若是，選取其中回風(fēng)溫度最低的空調(diào)進(jìn)行關(guān)閉；

32、若否，選取其中送風(fēng)溫度高于送風(fēng)溫度限值的空調(diào)進(jìn)行關(guān)閉，提示這些空調(diào)供冷故障，并從剩下低于送風(fēng)溫度限值的空調(diào)中選取回風(fēng)溫度最低的空調(diào)進(jìn)行關(guān)閉。

33、本方案根據(jù)送風(fēng)溫度的判斷選擇回風(fēng)溫度最低的空調(diào)進(jìn)行關(guān)閉，具體包括，在第二候選空調(diào)組的空調(diào)滿足運(yùn)行在最低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速情況下，判斷所有第二候選空調(diào)送風(fēng)溫度是否均低于送風(fēng)溫度限值，若是，選取第二候選空調(diào)中回風(fēng)溫度最低的空調(diào)并關(guān)閉，返回步驟s2；若否，則關(guān)閉送風(fēng)溫度高于送風(fēng)溫度限值的第二候選空調(diào)，并從剩下空調(diào)即送風(fēng)溫度低于送風(fēng)溫度限值的空調(diào)選取回風(fēng)溫度最低的空調(diào)并關(guān)閉，返回步驟s2。如此循環(huán)直至所有空調(diào)的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速大于設(shè)置的最低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。

34、一種通過流速場(chǎng)控制機(jī)房溫度場(chǎng)的列間空調(diào)控制裝置，包括，

35、流速場(chǎng)關(guān)聯(lián)因子計(jì)算模塊，計(jì)算每臺(tái)空調(diào)與其關(guān)聯(lián)空調(diào)的流速場(chǎng)關(guān)聯(lián)因子；

36、信息存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)空調(diào)的流速場(chǎng)關(guān)聯(lián)因子，空調(diào)狀態(tài)信息，及需調(diào)節(jié)空調(diào)的調(diào)節(jié)信號(hào)；空調(diào)狀態(tài)讀取模塊，讀取每臺(tái)空調(diào)狀態(tài)信息并存儲(chǔ)至信息存儲(chǔ)模塊；

37、控制模塊，讀取空調(diào)的流速場(chǎng)關(guān)聯(lián)因子，空調(diào)狀態(tài)信息，在第一候選空調(diào)組選擇空調(diào)進(jìn)行轉(zhuǎn)速限值調(diào)整，在第二候選空調(diào)組中根據(jù)送風(fēng)溫度的判斷選擇回風(fēng)溫度最低的空調(diào)進(jìn)行關(guān)閉；控制輸出模塊，每間隔設(shè)定時(shí)間讀取需調(diào)節(jié)空調(diào)的調(diào)節(jié)信號(hào)對(duì)空調(diào)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

38、因此，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：基于各空調(diào)本身固有流場(chǎng)勢(shì)函數(shù)特性，不借助空調(diào)機(jī)組本身以外的其他傳感器，通過建立各空調(diào)之間流場(chǎng)勢(shì)函數(shù)的影響關(guān)系，通過監(jiān)測(cè)空調(diào)機(jī)組內(nèi)部的回風(fēng)溫度、送風(fēng)溫度、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速等運(yùn)行參數(shù)及這些參數(shù)上下限值，對(duì)各臺(tái)需開啟的空調(diào)風(fēng)機(jī)風(fēng)速上下限進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過改變各臺(tái)空調(diào)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來改變熱風(fēng)流速場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度場(chǎng)的控制，使熱風(fēng)比較均勻的分配至各臺(tái)需要開啟的空調(diào)機(jī)組，使每臺(tái)空調(diào)機(jī)組風(fēng)機(jī)工作在最優(yōu)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速附近，充分利用已有換熱器的換熱能力，達(dá)到節(jié)能目的，同時(shí)解決局部過熱問題。并且進(jìn)一步能對(duì)空調(diào)機(jī)組是否病態(tài)運(yùn)行做出判斷，發(fā)出預(yù)警，提高系統(tǒng)運(yùn)行安全性。