一種服務(wù)器液冷散熱節(jié)能控制系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及服務(wù)器散熱技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種服務(wù)器液冷散熱節(jié)能控制系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在計算機信息化和自動化控制大力發(fā)展的今天，各行各業(yè)的生產(chǎn)和運營均依賴其支撐的計算機系統(tǒng)，也離不開服務(wù)器這個基礎(chǔ)運行設(shè)備載體。數(shù)據(jù)中心機房運行著大量高速運轉(zhuǎn)的服務(wù)器，為保障服務(wù)器能7*24小時不間斷高效運行，數(shù)據(jù)中心機房溫度需要控制在18?25°C范圍內(nèi)以滿足服務(wù)器散熱要求。現(xiàn)有的服務(wù)器為高功率設(shè)備，集成密度越來越大，特別是大型刀片服務(wù)器的熱功率很高，導(dǎo)熱不良容易出現(xiàn)局部過熱(高溫宕機)的情況?？照{(diào)設(shè)備選配不周、冷熱通道混雜不清、機柜布置不合理、冷量供給無法滿足服務(wù)器擴容的需求等因素會造成冷量分配不均，氣流組織不合理的現(xiàn)象，引起服務(wù)器死機。為解決服務(wù)器過熱的問題，通常會增大總的冷負荷，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心機房能耗增加，其中空調(diào)能耗占數(shù)據(jù)中心機房能耗的40%左右。另一方面，大量冷量浪費造成能耗利用率低。
[0003]傳統(tǒng)的風(fēng)冷系統(tǒng)噪聲高，機房環(huán)境溫度低得不適合維護人員，且不斷擴大風(fēng)冷系統(tǒng)的容量易造成能源浪費。液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)已漸成為服務(wù)器散熱的主要設(shè)施，液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)的散熱是在服務(wù)器內(nèi)布置循環(huán)冷媒的散熱片，并安裝在CPU等發(fā)熱量高的元器件附近，散熱片內(nèi)流過溫度較低的循環(huán)冷媒，把CPU、內(nèi)存、硬盤等產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)出去。液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)可以緊貼熱源帶走熱量，直接散熱冷卻效果好，冷媒循環(huán)利用，不會造成資源浪費以及容易實現(xiàn)熱能回收，節(jié)能效果非常明顯。同時提高了性價比，也能改變機房的惡劣環(huán)境。高經(jīng)濟性、高散熱效率成為液冷散熱的最大優(yōu)勢，更將對能源的利用上升到一個新的層面。但液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)也存在一系列的亟待解決的問題:維護復(fù)雜，無法預(yù)知設(shè)備故障，沒有及時的監(jiān)測和告警會讓服務(wù)器設(shè)備元器件在高熱的環(huán)境中損壞。管理復(fù)雜，對維護人員的要求比較高。隨著氣候環(huán)境變化，需要定期設(shè)置冷媒溫度和溫差，來調(diào)整驅(qū)動栗的供電頻率從而影響控制冷媒溫度，如果長期按滿足最惡劣的工況設(shè)置，不僅造成能源的浪費也使液冷系統(tǒng)長期工作在高負荷狀態(tài)，易對設(shè)備產(chǎn)生損耗，縮短生命周期。液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)不能自動適應(yīng)服務(wù)器負載的變化，維護人員不具備專業(yè)的技能對液冷系統(tǒng)調(diào)優(yōu)控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種服務(wù)器液冷散熱節(jié)能控制系統(tǒng)和方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)無法報警，不能自動調(diào)節(jié)溫度，而且不能自動隨著服務(wù)器負載的變化進行調(diào)試的問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0006]一種服務(wù)器液冷散熱節(jié)能控制系統(tǒng)，包括控制系統(tǒng)、被檢測終端設(shè)備和連接裝置，連接裝置通過傳輸網(wǎng)絡(luò)將被檢測終端設(shè)備的反饋信號傳輸至控制系統(tǒng)，將控制系統(tǒng)發(fā)送的控制信號發(fā)送至被檢測終端設(shè)備，連接裝置包括多功能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備和交換機，被檢測終端設(shè)備包括油機、電源柜、液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)和服務(wù)器，液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)包括設(shè)在服務(wù)器上的散熱片。
[0007]進一步的，多功能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備設(shè)有I/O接口和/或串行數(shù)據(jù)接口，油機、電源柜和液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)設(shè)有I/o接口和/或串行數(shù)據(jù)接口，油機、電源柜和液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)通過I/O接口和/或串行數(shù)據(jù)接口向多功能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備發(fā)送反饋信號。更進一步的，油機的反饋信號包括油機溫度和油量；電源柜的反饋信號包括電源柜溫度、電壓值和電流值；液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)的反饋信號包括供冷冷媒溫度、散熱冷媒溫度、冷媒流量、供冷冷媒壓力、散熱冷媒溫度和能耗值。
[0008]進一步的，服務(wù)器通過交換機向控制系統(tǒng)發(fā)送反饋信號，反饋信號包括CPU溫度、內(nèi)存溫度、運行負荷、CPU效率、機柜溫度、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、功率值和能耗負荷值。
[0009]進一步的，控制系統(tǒng)還連接有報警模塊。
[0010]進一步的，服務(wù)器、油機、電源柜和液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)設(shè)置在同一房間內(nèi)，房間內(nèi)設(shè)置有用于測量室內(nèi)溫度、室內(nèi)濕度、室外溫度和室外濕度的傳感器，傳感器通過多功能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備或交換機將檢測到的數(shù)據(jù)傳輸至控制系統(tǒng)。
[0011]進一步的，服務(wù)器上設(shè)有用于備用的IPMI控制系統(tǒng)。
[0012]一種服務(wù)器液冷散熱節(jié)能控制方法，包括控制系統(tǒng)、被檢測終端設(shè)備和連接裝置，包括以下步驟:
[0013](1)被檢測終端設(shè)備采集各自的反饋信號，并將反饋信號發(fā)送至連接裝置，被檢測終端設(shè)備包括油機、電源柜、液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)和服務(wù)器，油機的反饋信號包括油機溫度和油量；電源柜的反饋信號包括電源柜溫度、電壓值和電流值；液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)的反饋信號包括供冷冷媒溫度、散熱冷媒溫度、冷媒流量、供冷冷媒壓力、散熱冷媒溫度和能耗值；服務(wù)器通過交換機向控制系統(tǒng)發(fā)送反饋信號，反饋信號包括CPU溫度、內(nèi)存溫度、運行負荷、CPU效率、機柜溫度、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、功率值和能耗負荷值；
[0014](2)在被檢測終端設(shè)備所在的房間內(nèi)和房間外分別設(shè)置溫度傳感器和濕度傳感器，溫度傳感器和濕度傳感器分別將檢測到的信息反饋給連接裝置；
[0015](3)連接裝置將被檢測終端設(shè)備、溫度傳感器和濕度傳感器發(fā)送的反饋信號通過傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給控制系統(tǒng)；
[0016](4)控制系統(tǒng)根據(jù)接收到的反饋信號，建立數(shù)據(jù)分析模型，判斷液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)的供冷量和散熱量是否滿足服務(wù)器的需求，并返回相應(yīng)的控制信號至連接裝置；
[0017](5)連接裝置將反饋信號傳輸至被檢測終端設(shè)備，液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)根據(jù)控制信號確定供冷量和散熱量來滿足服務(wù)器的需求。
[0018]進一步的，步驟(4)中控制系統(tǒng)判斷液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)的供冷量和散熱量是否滿足服務(wù)器的需求具體包括以下步驟:
[0019](401)控制系統(tǒng)通過IPMI技術(shù)，采集服務(wù)器的瞬間電流I和瞬間電壓U，計算服務(wù)器的實時功耗Q = I*U ;
[0020](402)對服務(wù)器的實時功耗Q與單位時間T內(nèi)的加權(quán)平均功耗V進行對比，若實時功耗Q與加權(quán)平均功耗V的差值查過額定數(shù)值，則矯正實時功耗Q的值；否則進入下一步；
[0021](403)根據(jù)液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)的供冷冷媒溫度和散熱冷媒溫度的差值Λ Τ和供冷媒流量q，計算出液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)的供冷量Qc =Δ T*q*C，其中C為冷媒比熱容；
[0022](404)按照Qc = 1.1*Q的標準，控制系統(tǒng)設(shè)定一個偏離度額定值，若供冷量Qc和實時功耗Q之間的偏離度超過偏離度額定值，則發(fā)送控制信號提高或減少供冷量。更進一步的，步驟(402)中矯正實時功耗的值具體包括以下步驟:
[0023]在單位時間T內(nèi)采集若干個功耗樣本，將時間最早的功耗樣本去除，將實時功耗Q與剩余的功耗樣本進行加權(quán)平均，獲取矯正后的實時功耗。
[0024]本發(fā)明的有益效果在于:控制系統(tǒng)收集服務(wù)器和液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)的反饋信息，并向其返回控制信息，從而實現(xiàn)對服務(wù)器溫度的自主控制，可根據(jù)服務(wù)器的溫度提供冷卻液，不會浪費多余的能量，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的。
【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1為本發(fā)明一種服務(wù)器液冷散熱節(jié)能控制系統(tǒng)的原理框圖；
[0027]圖2為本發(fā)明一種服務(wù)器液冷散熱節(jié)能控制方法的流程圖。
[0028]圖中，1-控制系統(tǒng)；2_多功能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備；3_交換機；4_油機；5_電源柜；6_液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)；7-服務(wù)器。
【具體實施方式】
[0029]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0030]如圖1所示，本發(fā)明提出了一種服務(wù)器7液冷散熱節(jié)能控制系統(tǒng)1，包括控制系統(tǒng)
1、被檢測終端設(shè)備和連接裝置，控制系統(tǒng)1用于接收被檢測終端設(shè)備反饋的各項信息，并發(fā)送控制信號至被檢測終端設(shè)備，從而實現(xiàn)智能自動化調(diào)節(jié)被檢測終端設(shè)備的溫度。連接裝置通過傳輸網(wǎng)絡(luò)將被檢測終端設(shè)備的反饋信號傳輸至控制系統(tǒng)1，將控制系統(tǒng)1發(fā)送的控制信號發(fā)送至被檢測終端設(shè)備，連接裝置包括多功能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備2和交換機3，被檢測終端設(shè)備包括油機4、電源柜5、液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)6和服務(wù)器7，液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)6包括設(shè)在服務(wù)器7上的散熱片?？刂葡到y(tǒng)1可采用遠程控制服務(wù)器7，用于自動控制和調(diào)節(jié)被檢測終端設(shè)備的溫度和其他信息。
[0031]多功能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備2設(shè)有I/O接口和/或串行數(shù)據(jù)接口，油機4、電源柜5和液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)6設(shè)有I/O接口和/或串行數(shù)據(jù)接口，油機4、電源柜5和液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)6通過I/O接口和/或串行數(shù)據(jù)接口向多功能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備2發(fā)送反饋信號。多功能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備2擴大了本發(fā)明的適用范圍。油機4的反饋信號包括油機4溫度和油量；電源柜5的反饋信號包括電源柜5溫度、電壓值和電流值；液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)6的反饋信號包括供冷冷媒溫度、散熱冷媒溫度、冷媒流量、供冷冷媒壓力、散熱冷媒溫度和能耗值?？刂葡到y(tǒng)1可根據(jù)油機4、電源柜5、液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)6的反饋信號，判斷他們是否運行在正常工作狀態(tài)，還可對熱源數(shù)據(jù)和散熱數(shù)據(jù)進行追中分析，調(diào)節(jié)出最優(yōu)的工作狀態(tài)。
[0032]服務(wù)器7通過交換機3向控制系統(tǒng)1發(fā)送反饋信號，反饋信號包括CPU溫度、內(nèi)存溫度、運行負荷、CPU效率、機柜溫度、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、功率值和能耗負荷值。控制系統(tǒng)1可根據(jù)反饋信號得出服務(wù)器7的負載和使用情況，維護人員根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對業(yè)務(wù)均衡配置智能迀移，減少高負載高使用率的服務(wù)器7的壓力，避免對服務(wù)器7設(shè)備的不均衡過度使用，合并低負載低使用率的服務(wù)器7業(yè)務(wù)，少量業(yè)務(wù)的服務(wù)器7迀移后進行休眠或關(guān)機，節(jié)省多余設(shè)備投入的能耗資源。
[0033]控制系統(tǒng)1還連接有報警模塊。當(dāng)服務(wù)器7出現(xiàn)控