本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)中心復(fù)雜水冷系統(tǒng)冷備的控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

空調(diào)是耗能大戶，約占數(shù)據(jù)中心耗能的60％。由此引起了人們越來越多的的關(guān)注和認(rèn)識。近年來，國際上高效節(jié)能的水冷空調(diào)得到逐步普及，在單室外機組控制技術(shù)的研究開發(fā)方面有了長足的進步和發(fā)展。但由于數(shù)據(jù)中心制冷需求量的不斷增長，原有的單機組的制冷能力已不能滿足實際需要，必須進一步擴展的要求，形成雙機組或多機組制冷系統(tǒng)。為保證數(shù)據(jù)中心的可靠運行，雙機組制冷系統(tǒng)往往同時運行，這種方式稱之為熱備份方式。該種方式不但其操作難度和復(fù)雜性逐步增加，而且由于多套制冷系統(tǒng)同時運行，造成了能源的大量消耗。該方式中制冷系統(tǒng)的能力不能充分發(fā)揮，設(shè)備運用不合理，將嚴(yán)重影響設(shè)備的使用壽命。另外，在保證數(shù)據(jù)中心環(huán)境穩(wěn)定的前提下，同一時間僅有一套機組處于運行狀態(tài)，當(dāng)檢測到停機或者故障時，自動開啟另外一套制冷系統(tǒng)，該種方式稱之為冷備份。冷備方式僅運行一套制冷系統(tǒng)，提高設(shè)備運行效率的同時，降低了設(shè)備能耗。而且該方式自動控制系統(tǒng)運行，無需人工干預(yù)，使用簡便，可靠性高。因此，建立數(shù)據(jù)中心復(fù)雜水冷系統(tǒng)冷備控制裝置及方法是十分必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種機房雙水冷設(shè)備節(jié)能控制系統(tǒng)和方法，實現(xiàn)正常狀況下精密空調(diào)制冷系統(tǒng)單組設(shè)備運行，當(dāng)制冷系統(tǒng)機組故障時自動切換至另外一套機組運行，平時僅開啟一套機組，在保證不影響機房環(huán)境安全的前提下，有效降低電能消耗，提高了設(shè)備利用率。該裝置及控制方法根據(jù)數(shù)據(jù)中心實際運行狀態(tài)控制相關(guān)設(shè)備運行，自動地完成異常狀態(tài)下復(fù)雜結(jié)構(gòu)水冷系統(tǒng)的切換操作，有效解決多組水冷空調(diào)冷備份的自動化控制問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種機房雙水冷設(shè)備節(jié)能控制系統(tǒng)，包括主用空調(diào)機組、備用空調(diào)機組、溫度檢測模塊、管道閥門控制模塊、報警模塊、中央控制模塊、通信模塊和上位機，

溫度檢測模塊包括溫度檢測單元和溫度信號傳輸單元，溫度檢測單元設(shè)置于機房內(nèi)部機柜上方的天花板上，溫度檢測單元的輸出端與溫度信號傳輸單元的輸入端連接，溫度信號傳輸單元的輸出端與中央控制模塊的輸入端連接；

主用空調(diào)機組包括主用空調(diào)室內(nèi)機和主用空調(diào)室外機，備用空調(diào)機組包括備用空調(diào)室內(nèi)機和備用空調(diào)室外機，管道閥門控制模塊包括管道控制單元和管道執(zhí)行單元，管道控制單元的輸入端與中央控制模塊的輸出端連接，管道控制單元的輸出端與管道執(zhí)行單元的控制端連接；管道執(zhí)行單元為分別串聯(lián)進主用空調(diào)室內(nèi)機、主用空調(diào)室外機、備用空調(diào)室內(nèi)機、備用空調(diào)室外機管路的電動閥門；

報警模塊周期采集主用空調(diào)機組和備用空調(diào)機組的控制芯片的報警信息，實時傳給中央控制模塊，中央控制模塊通過通信模塊與上位機雙向通信。

一種機房雙水冷設(shè)備節(jié)能控制方法，包括以下步驟：

1)報警模塊周期性讀取主控空調(diào)機組的控制芯片報警信息，發(fā)送給中央控制模塊，中央控制模塊發(fā)送給上位機，上位機判斷主控空調(diào)機組的故障類型；

2)如果主用空調(diào)機組的故障類型是停機報警，中央控制模塊發(fā)送主用空調(diào)機組停機命令，報警模塊讀取備用空調(diào)模塊的控制芯片報警信息，上位機判斷備用空調(diào)機組有無報警信息，如果備用空調(diào)機組有報警信息，中央控制模塊發(fā)送報警信息到上位機，如果備用空調(diào)機組沒有報警信息，中央控制模塊發(fā)送啟動備用空調(diào)機組的命令；

3)如果主用空調(diào)機組的故障類型是故障報警，上位機判斷故障報警等級，如果報警等級嚴(yán)重，則跳轉(zhuǎn)到步驟2)，如果報警等級不嚴(yán)重，則中央控制模塊發(fā)送溫度檢測命令，溫度檢測模塊檢測機房溫度，設(shè)定的檢測時間t內(nèi)，機房溫度如果高于設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度值上限，則跳轉(zhuǎn)到步驟2)，否則，設(shè)定的檢測時間t內(nèi)，機房溫度一直低于設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度值上限，維持主用空調(diào)機組繼續(xù)運行狀態(tài)不變。

進一步地，步驟2)中，中央控制模塊發(fā)送主用空調(diào)機組停機命令具體包括以下步驟：中央控制模塊發(fā)送關(guān)閉命令到管道控制單元，管道控制單元控制關(guān)閉與主用空調(diào)室內(nèi)機管路連接的電動閥門，關(guān)閉主用空調(diào)室內(nèi)機；管道控制單元控制關(guān)閉與主用空調(diào)室外機管路連接的電動閥門，關(guān)閉主用空調(diào)室外機，并且將主用空調(diào)機組的關(guān)閉狀態(tài)反饋至上位機控制程序。

進一步地，步驟2)中，中央控制模塊發(fā)送備用空調(diào)機組開機命令具體包括以下步驟：中央控制模塊發(fā)送開啟命令到管道控制單元，管道控制單元控制開啟與備用空調(diào)室內(nèi)機管路連接的電動閥門，開啟備用空調(diào)室內(nèi)機；管道控制單元控制開啟與備用空調(diào)室外機管路連接的電動閥門，開啟備用空調(diào)室外機，并且將備用空調(diào)機組的開啟狀態(tài)反饋至上位機控制程序。

本發(fā)明的有益效果是，

本發(fā)明利用智能控制技術(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)中心制冷需求和節(jié)能降耗、提高自控水平需要，合理組合并控制水冷空調(diào)室外機組、室內(nèi)機組、管道閥門及控制執(zhí)行機構(gòu)等相關(guān)設(shè)備運行，自動地完成復(fù)雜水冷系統(tǒng)冷備份操作，保證了數(shù)據(jù)中心環(huán)境的穩(wěn)定性，充分發(fā)揮了設(shè)備的制冷潛力，并按周期切換，保證設(shè)備均衡使用，延長了設(shè)備的使用壽命；不僅解決了制冷系統(tǒng)熱備方式帶來的高能耗問題，節(jié)約了能源，而且規(guī)避了手動操作失誤與運行切換沖擊所引發(fā)的潛在風(fēng)險，而且有效解決多空調(diào)機組及管網(wǎng)的自動化控制問題，方便使用及維修保養(yǎng)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明控制方法流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種機房雙水冷設(shè)備節(jié)能控制系統(tǒng)，包括主用空調(diào)機組、備用空調(diào)機組、溫度檢測模塊、管道閥門控制模塊、報警模塊、ddc控制模塊、通信模塊和上位機，

溫度檢測模塊包括溫度檢測單元和溫度信號傳輸單元，溫度檢測單元設(shè)置于機房內(nèi)兩列機柜上方吊頂處，溫度信號傳輸單元采用總線接口的傳輸方式，總線結(jié)構(gòu)可以方便的組建溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)，具有布線簡單、設(shè)置靈活的特點。該方式為數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。

主用空調(diào)機組包括主用空調(diào)室內(nèi)機和主用空調(diào)室外機，備用空調(diào)機組包括備用空調(diào)室內(nèi)機和備用空調(diào)室外機，每套空調(diào)室外機對應(yīng)八臺空調(diào)室內(nèi)機，主備兩套空調(diào)機組相對獨立運行。管道閥門控制模塊包括管道控制單元和管道執(zhí)行單元，管道控制單元的輸入端與ddc控制模塊的輸出端連接，管道控制單元的輸出端與管道執(zhí)行單元的控制端連接；管道執(zhí)行單元為分別串聯(lián)進主用空調(diào)室內(nèi)機、主用空調(diào)室外機、備用空調(diào)室內(nèi)機、備用空調(diào)室外機的電動閥門；

報警模塊周期采集主用空調(diào)機組和備用空調(diào)機組的控制芯片的報警信息，實時傳給ddc控制模塊，ddc控制模塊通過通信模塊與上位機雙向通信。

如圖2所示，一種機房雙水冷設(shè)備節(jié)能控制方法，包括以下步驟：

1)報警模塊周期性讀取主控空調(diào)機組的控制芯片報警信息，發(fā)送給ddc控制模塊，ddc控制模塊發(fā)送給上位機，上位機判斷主控空調(diào)機組的故障類型；

2)如果主用空調(diào)機組的故障類型是停機報警，ddc控制模塊發(fā)送主用空調(diào)機組停機命令，具體包括：ddc控制模塊發(fā)送關(guān)閉命令到管道控制單元，管道控制單元控制關(guān)閉與主用空調(diào)室內(nèi)機管路連接的電動閥門，關(guān)閉主用空調(diào)室內(nèi)機；管道控制單元控制關(guān)閉與主用空調(diào)室外機管路連接的電動閥門，關(guān)閉主用空調(diào)室外機，并且將主用空調(diào)機組的關(guān)閉狀態(tài)反饋至上位機控制程序。報警模塊讀取備用空調(diào)模塊的控制芯片報警信息，上位機判斷備用空調(diào)機組有無報警信息，如果備用空調(diào)機組有報警信息，ddc控制模塊發(fā)送報警信息到上位機，如果備用空調(diào)機組沒有報警信息，ddc控制模塊發(fā)送啟動備用空調(diào)機組的命令，具體包括：ddc控制模塊發(fā)送開啟命令到管道控制單元，管道控制單元控制開啟與備用空調(diào)室內(nèi)機管路連接的電動閥門，開啟備用空調(diào)室內(nèi)機；管道控制單元控制開啟與備用空調(diào)室外機管路連接的電動閥門，開啟備用空調(diào)室外機，并且將備用空調(diào)機組的開啟狀態(tài)反饋至上位機控制程序。

3)如果主用空調(diào)機組的故障類型是故障報警，上位機判斷故障報警等級，如果報警等級嚴(yán)重，則跳轉(zhuǎn)到步驟2)，如果報警等級不嚴(yán)重，則ddc控制模塊發(fā)送溫度檢測命令，溫度檢測模塊檢測機房溫度，設(shè)定的檢測時間t內(nèi)，機房溫度如果高于設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度值上限，則跳轉(zhuǎn)到步驟2)，否則，設(shè)定的檢測時間t內(nèi)，機房溫度一直低于設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度值上限，維持主用空調(diào)機組繼續(xù)運行狀態(tài)不變。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。