用于控制机房内空调出风的方法及装置、空调、存储介质与流程

1.本技术涉及智能空调技术领域，例如涉及一种用于控制机房内空调出风的方法及装置、空调、存储介质。


背景技术：

2.目前，服务器机房是为计算机服务器持续运行而设计的房间，计算机运行时会产生热量，并且对热量很敏感，如果在过高或过低的温度下运行，很可能会产生异常。机房内通常装有空调，通过空调对机房进行降温，以使服务器在合适的温度下运行。机房室温适宜在18℃～27℃之间，湿度在40％～60％之间。
3.在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：由于机房内机柜布局和空调布局的局限性，导致机房内风场不均匀，存在局部热点。


技术实现要素：

4.为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。
5.本公开实施例提供了一种用于控制机房内空调出风的方法及装置、空调、存储介质，以使机房内风场分布均匀，消除局部热点。
6.一种用于控制机房内的空调出风的方法，包括：
7.获取多个预设区域的风压采样值；
8.根据多个预设区域的风压采样值计算得到加权平均值；
9.采用pid算法或位置增量算法根据加权平均值与风压设定值的差值，确定实际风压需求值；
10.根据实际风压需求值控制风机调整转速。
11.在一些实施例中，采用如下算式计算得到加权平均值：
12.y＝(x1
×
a％ x2
×
b％ x3
×
c％ ... xn
×
n％)/n；
13.其中，x1、x2、x3...xn为各个预设区域的风压采样值；a％、b％、c％...n％为每个预设区域所对应的权重。
14.在一些实施例中，权重为用户自定义或系统预设权重。
15.在一些实施例中，系统预设权重a％、b％、c％...n％的数值相同。
16.在一些实施例中，采用pid算法根据加权平均值与风压设定值的差值，确定实际风压需求值，包括：
17.将风压设定值减去加权平均值得到差值，将差值除以预设精度，然后对风压采样值的采样周期时间求微积分，得到实际风压需求值。
18.在一些实施例中，多个预设区域为空调出风口、风管送风口、地板送风口、空调进风口、局部热点区域中的至少两个。
19.在一些实施例中，局部热点区域为根据机房内服务器的布局进行建模，并采用计算流体动力学仿真模拟分析确定。
20.本公开实施例提供了一种用于控制机房内的空调出风的装置，包括处理器和存储有程序指令的存储器，处理器被配置为在执行程序指令时，执行如上述的用于控制机房内的空调出风的方法。
21.本公开实施例提供了一种空调，包括如上述的用于控制机房内的空调出风的装置。
22.本公开实施例提供了一种存储介质，存储有程序指令，程序指令在运行时，执行如上述的用于控制机房内的空调的方法。
23.本公开实施例提供的用于控制机房内空调出风的方法及装置、空调、存储介质，可以实现以下技术效果：将多个预设区域的风压采样值计算得到加权平均值，并采用pid算法或位置增量算法，根据加权平均值与风压设定值的差值得到实际风压需求值，根据实际风压需求值控制风机调整转速，使多个预设区域的风压的加权平均值达到风压设定值，使机房内风场分布均匀，消除局部热点，保障机房服务器的稳定运行。
24.以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本技术。
附图说明
25.一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：
26.图1是本公开实施例提供的一个机房内空调系统的示意图；
27.图2是本公开实施例提供的另一个机房内空调系统的示意图；
28.图3是本公开实施例提供的一个用于控制机房内空调出风的方法的示意图；
29.图4是本公开实施例提供的一个用于控制机房内空调出风的装置的示意图。
具体实施方式
30.为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。
31.本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
32.除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。
33.本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，a/b表示：a或b。
34.术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，a和/或b，表示：a或b，或，a和b这三种关系。
35.术语“对应”可以指的是一种关联关系或绑定关系，a与b相对应指的是a与b之间是一种关联关系或绑定关系。
36.本公开实施例中，空调是指能够应用于机房内调节空气的空气调节装置。可选地，空调为机房专用空调。机房专用空调采用一体式机身结构设计，具备新风节能、大风量、高显热、高效过滤、网络控制等功能，满足机房的高负荷长时间连续运转的散热要求。
37.结合图1所示，可选地，空调包括：压缩机和/或氟泵10，冷凝器20、节流装置30以及蒸发器40，上述部件通过冷媒管路顺序连成循环系统回路，蒸发器40一侧设置有风机50。压缩机或氟泵类型不限，可以为定频压缩机或氟泵，也可为变频压缩机或氟泵，另外也可是压缩机和氟泵同时存在的系统；冷凝器可为风冷式冷凝器或水冷式冷凝器；风机可以为ec轴流风机、ec离心风机等可无极调速的风机；节流装置可以为电子膨胀阀或者热力膨胀阀；蒸发器可以为翅片管式铜管蒸发器或铝制微通道蒸发器；压缩机或氟泵、蒸发器、冷凝器、节流机构所形成的回路系统所使用的制冷剂可为r410a、r22、r32、r407c、r134a、r290、r600a等。
38.结合图2所示，可选地，空调包括：进水管60、蒸发器40、出水管70和电动控制阀80，进水管60的出口与蒸发器40连通，出水管70的进口与蒸发40器连通，电动控制阀80设置于出水管70上，蒸发器40一侧设置有风机50。以水作为冷媒，通过水在各部件之间的流通，实现对空气的调节。蒸发器可以为翅片管式铜管蒸发器或铝制微通道蒸发器，蒸发器可以是单盘管或双盘管形式；风机可以为ec轴流风机、ec离心风机等可无极调速的风机；电动控制阀可以为电动二通球阀、电动三通球阀或电动蝶阀等；该空调使用的冷源水可以是冷冻水、冷却水或江河湖泊等自然冷水。
39.结合图3所示，本公开实施例提供一种用于控制机房内的空调出风的方法，包括：
40.s01，空调获取多个预设区域的风压采样值；
41.s02，空调根据多个预设区域的风压采样值计算得到加权平均值；
42.s03，空调采用pid算法或位置增量算法根据加权平均值与风压设定值的差值，确定实际风压需求值；
43.s04，空调根据实际风压需求值控制风机调整转速。
44.本公开实施例的空调将多个预设区域的风压采样值计算得到加权平均值，并采用pid算法或位置增量算法，根据加权平均值与风压设定值的差值得到实际风压需求值，根据实际风压需求值控制风机调整转速，使多个预设区域的风压的加权平均值达到风压设定值，使机房内风场分布均匀，消除局部热点，保障机房服务器的稳定运行。
45.多个预设区域的风压采样值的获取方式可以是，在多个预设区域设置差压变送器，差压变送器与空调进行无线通信，将检测到的风压数据传送至空调，将其作为风压采样值。
46.可选地，在每个预设区域以预设时间间隔进行多次采样，并取多次采样的平均值作为风压采样值。可选地，预设时间间隔为30s，采样次数为3～5次。这样，能够得到预设区域较为准确的风压采样值。
47.本公开实施例对多个预设区域的风压采样值的获取，可以是持续获取，以便于控制装置根据参数的变化及时做出响应；也可以是周期性地获取，例如每2～5分钟获取一次多个预设区域的风压采样值，以便在保持动态控制的同时减少数据处理量。上述对参数获
取的说明并不构成具体限定，本领域技术人员可根据实际情况，确定合适的获取频率。
48.在步骤s02中，空调根据多个预设区域的风压采样值计算得到加权平均值，能够将多个预设区域对总体风压的权重考虑进来，进而得到一个总的能够表达机房内风压的数值，即加权平均值，便于后续对机房内风压进行调节。
49.在步骤s04中，空调根据实际风压需求值控制风机调整转速，可以是空调根据机房内风压与风机风速的对应关系调整转速，以使调整后能够达到预设风压值。对于机房内风压与风机风速的对应关系，本领域技术人员可以通过有限次试验的方式确定，也可以采用现有的对应关系。
50.在一些实施例中，采用如下算式计算得到加权平均值：
51.y＝(x1
×
a％ x2
×
b％ x3
×
c％ ... xn
×
n％)/n；
52.其中，x1、x2、x3...xn为各个预设区域的风压采样值；a％、b％、c％...n％为每个预设区域所对应的权重。
53.通过该计算式可以将多个预设区域的风压采样值转换为加权平均值，以反映机房内的总体风压。
54.关于位置增量算法，其适用于风压控制的计算。该算法在当前输出的基础上增加或减少输出量，逐渐逼近目标控制值。输出量的变化需要进行限值，避免输出波动过大。当输出与目标量为正反馈关系时，u(k)＝u(k
‑
1) e(k)；当输出与目标量为负反馈关系时：u(k)＝u(k
‑
1)
‑
e(k)，其中，u(k)为第k次采样时刻的控制输出(带限值)；u(k
‑
1)为第k
‑
1次采样时刻的控制输出(带限值)；e(k)为第k次采样时刻的比例需求(带限值)。e(k)计算方法跟纯比例算法相同。
55.示例性地，位置增量算法采用如下公式计算：
[0056][0057]
其中，u(k)为第k次采样时刻的控制输出(带限值)；u
p
(k)为第k次采样时刻的p作用(带限值)；u
i
(k)为第k次采样时刻的i作用(带限值)；u
d
(k)为第k次采样时刻的d作用；e(k)为第k次采样时刻的温度(或湿度)比例需求；e(k
‑
1)为第k
‑
1次采样时刻的温度(或湿度)比例需求；t
i
为温度(或湿度)积分时间参数；t
d
为温度(或湿度)微分时间参数；t为采样周期。
[0058]
在一些实施例中，权重为用户自定义或系统预设权重。用户可以根据机房内的实际情况对各个预设区域定义权重，以使计算得到的加权平均值更符合机房内总体风压的真实情况。还可以是，预先在空调内设置系统预设权重，使空调自动将权重代入计算式中进行计算。
[0059]
可选地，系统预设权重按照如下规则设置：权重的大小与预设区域和空调蒸发器的距离呈正比。即预设区域与空调蒸发器的距离越近，则权重越小，与空调蒸发器的距离越远，则权重越大。
[0060]
在一些实施例中，系统预设权重a％、b％、c％...n％的数值相同，例如均为50％。这样，也能够得到能够反映机房内整体风压情况的加权平均值。
[0061]
在一些实施例中，空调采用pid算法根据加权平均值与风压设定值的差值，确定实际风压需求值，包括：
[0062]
空调将风压设定值减去加权平均值得到差值，将差值除以预设精度，然后对风压采样值的采样周期时间求微积分，得到实际风压需求值。
[0063]
采用该实施例，能够根据加权平均值和风压设定值得到实际风压需求值，确定机房内目前整体风压与风压设定值之间的实际差距，并根据该实际差距调节风机转速，使机房内的整体风压达到风压设定值，从而使风场平均，消除局部热点。
[0064]
pid即：proportional(比例)、integral(积分)、differential(微分)的缩写。pid算法是结合比例、积分和微分三种环节于一体的控制算法。pid算法属于现有技术，具体计算方式不再赘述。
[0065]
当风机控制模式为风压时，风机根据风压采样值控制调整风机转速。单机模式下，风压采样值为机组自身有效风压传感器的“风压值
×
权重”后求平均；群控模式下，风压采样值为群组内有效风压传感器的“风压值
×
权重”后求平均。平均风压计算的方法如下：
[0066]
air press
avg
＝(pressl*pressl
weight
press2*press2
weight
)/(pressl
weight
press2
weight
)
[0067]
其中，press1/press2：风压采样原始值；pressl
weight
/press2
weight
：风压1/2权重；air pressw
avg
：风压权重平均值。
[0068]
在进行风压控制时，对每个周期内的权重平均值air press
avg
再次求平均得到周期平均值air press
cur
，air press
cur
作为最终的采样值代入公式计算转速需求。
[0069]
示例性地，风机转速计算的方法如下：
[0070]
1)每个风压控制周期计算一次转速需求；
[0071]
2)当风压周期平均值在死区范围内，则转速保持不变；
[0072]
3)当风压周期平均值超出死区范围，根据下面公式计算风机转速：
[0073]
speed
req
＝speed
cur
(air press
set
‑
air press
cur
)/airpb
set
，
[0074]
其中：speed
req
：风机转速需求；speed
cur
：风机当前输转速；air press
set
：风压设定值；air press
set
：风压周期平均值；airpb
set
：风压比例带；比例偏差(air press
set
‑
air press
cur
)/airpb
set
限值
±
5％，即每个周期内风机转速的变化不得大于5％；
[0075]
6)风压模式下风机受“风机调节步长”、“风机最小转速”、“风机定转速”的限制；
[0076]
7)当风机使用风压控制时，响应高温调节、低压调节、加热需求和加湿需求。
[0077]
在一些实施例中，多个预设区域为空调出风口、风管送风口、地板送风口、空调进风口、局部热点区域中的至少两个。
[0078]
采用该实施例，能够根据机房实际风口的设置情况，对风压进行采样，例如，机房内设置了地板送风口、空调出风口和空调进风口，但未设置风管送风口，这样，多个预设区域的风压采样值包括：空调进风口、空调出风口和地板送风口的风压采样值；或者，机房内设置了空调进风口、空调出风口和风管送风口，但未设置地板送风口；这样，多个预设区域的风压采样值包括：空调进风口、空调出风口和风管送风口的风压采样值。这样，能够得到较为准确的机房内的风压的加权平均值，并以此作为能够反映机房内整体风压情况的数据，能够使后续的计算和控制更加准确。
[0079]
基于至少两个预设区域得到的加权平均值，在后续计算实际风压需求值时，得到的计算结果较为准确，从而能够为调节风机转速提供准确参照，使调节后的机房内风场均匀分布，消除局部热点。
[0080]
风管送风口是指空调具有延伸至机房内部空间的风管，该风管具有送风口，通过该风管送风口，能够使空调在需要的位置进行出风。地板送风口是指设置于地板上的送风口，地板送风口通过管路与空调主体连通，以使机房地板能够出风。
[0081]
局部热点区域是指机房内部的局部区域温度超过周围环境区域温度较大的区域。对于局部热点区域产生的原因，一方面由于机房机柜和空调布局的局限性，导致房间风场不均匀，故难免会存在一定的局部热点区域；另一方面，对于采用送风管送风的空调，送风风压可能出现过高或过低的情况，也可能导致局部热点的产生。随着空调运行时间的增加，空调设置的用于过滤灰尘等杂物的过滤器也会变得脏堵，空调送风量进一步下降，机房内风场不均匀性也会进一步加剧，能够造成局部热点区域的增多。
[0082]
在一些实施例中，局部热点区域为根据机房内服务器的布局进行建模，并采用计算流体动力学仿真模拟分析确定。
[0083]
采用该实施例，能够根据机房内服务器的布局确定出局部热点区域，以便于提升后续计算和调节的准确性。计算流体动力学仿真模拟为cfd(computational fluid dynamics)仿真模拟，可以"虚拟"地在计算机做实验，用以模拟仿真实际的流体流动情况。其基本原理则是数值求解控制流体流动的微分方程，得出流体流动的流场在连续区域上的离散分布，从而近似模拟流体流动情况。可以采用现有的计算流体动力学仿真模拟根据机房内服务器的布局进行建模，并确定出局部热点区域。
[0084]
本公开实施例还提供了一种用于控制机房内的空调出风的装置，包括处理器和存储有程序指令的存储器，处理器被配置为在执行程序指令时，执行如上述的用于控制机房内的空调出风的方法。
[0085]
结合图4所示，本公开实施例提供一种用于控制机房内的空调出风的装置，包括处理器(processor)100和存储器(memory)101。可选地，该装置还可以包括通信接口(communication interface)102和总线103。其中，处理器100、通信接口102、存储器101可以通过总线103完成相互间的通信。通信接口102可以用于信息传输。处理器100可以调用存储器101中的逻辑指令，以执行上述实施例的用于控制机房内的空调出风的方法。
[0086]
此外，上述的存储器101中的逻辑指令可以通过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。
[0087]
存储器101作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序，如本公开实施例中的方法对应的程序指令/模块。处理器100通过运行存储在存储器101中的程序指令/模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中用于控制机房内的空调出风的方法。
[0088]
存储器101可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储器101可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器。
[0089]
本公开实施例还提供了一种空调，包括如上述的用于控制机房内的空调出风的装置。
[0090]
本公开实施例的空调，通过采用该用于控制机房内的空调出风的装置，能够将多个预设区域的风压采样值计算得到加权平均值，并采用pid算法或位置增量算法，根据加权平均值与风压设定值的差值得到实际风压需求值，根据实际风压需求值控制风机调整转
速，使多个预设区域的风压的加权平均值达到风压设定值，使机房内风场分布均匀，消除局部热点，保障机房服务器的稳定运行。
[0091]
本公开实施例还提供了一种存储介质，存储有程序指令，程序指令在运行时，执行如上述的用于控制机房内的空调的方法。
[0092]
本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为执行上述用于控制机房内的空调出风的方法。
[0093]
本公开实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述用于控制机房内的空调出风的方法。
[0094]
上述的计算机可读存储介质可以是暂态计算机可读存储介质，也可以是非暂态计算机可读存储介质。
[0095]
本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括一个或多个指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质可以是非暂态存储介质，包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read
‑
only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质，也可以是暂态存储介质。
[0096]
以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。而且，本技术中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的，除非上下文清楚地表明，否则单数形式的“一个”(a)、“一个”(an)和“所述”(the)旨在同样包括复数形式。类似地，如在本技术中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外，当用于本技术中时，术语“包括”(comprise)及其变型“包括”(comprises)和/或包括(comprising)等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素，和/或组件的存在，但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
…”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中，每个实施例重点说明的可以是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分可以互相参见。对于实施例公开的方法、产品等而言，如果其与实施例公开的方法部分相对应，那么相关之处可以参见方法部分的描述。
[0097]
本领域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，可以取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。所述技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法以实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开实施例的范围。所述技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0098]
本文所披露的实施例中，所揭露的方法、产品(包括但不限于装置、设备等)，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，可以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。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述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。另外，在本公开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。
[0099]
附图中的流程图和框图显示了根据本公开实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。在附图中的流程图和框图所对应的描述中，不同的方框所对应的操作或步骤也可以以不同于描述中所披露的顺序发生，有时不同的操作或步骤之间不存在特定的顺序。例如，两个连续的操作或步骤实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。