數據中心冷卻系統智能運行與調控

塗壤 劉蘭斌

數據中心冷卻系統智能運行與調控

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商品描述

目前，數據中心冷卻系統的運行調控主要依賴人工經驗或專家知識，其核心目標是保障服務器安全運行，冷源側追求低溫供冷，而未充分考慮服務器冷卻的實際需求及不同末端間的個性化需求，導致嚴重的過度供冷問題，降低了自然冷源的利用效率及冷卻系統的能效。近些年，在冷卻系統智能化調控方面，越來越多的學者開展了相關研究，以期優化提升調控算法的精準性、適應性和移植性。 本書圍繞數據中心安全節能運行需求，聚焦冷卻系統末端需求動態感知與冷源優化調控，針對采用空氣冷卻末端及模塊化冷源或集中式冷源的數據中心冷卻系統，介紹機理與數據協同決策下，實現數據中心冷卻系統安全、節能運行的優化調控方法，為數據中心冷卻系統安全運行與能效提升提供技術支撐，對推進綠色數據中心建設及運維具有重要應用價值。

目錄大綱

第1章 引言
1.1 數據中心發展及能耗現狀
1.2 研究現狀
1.2.1 數據中心冷卻系統末端形式
1.2.2 數據中心冷源形式
1.2.3 數據中心冷卻系統調控
1.2.4 小結
第2章 數據中心冷卻系統及排熱特性
2.1 數據中心冷卻系統形式
2.1.1 冷卻系統的冷源形式
2.1.2 冷卻系統的末端形式
2.2 數據中心冷負荷特性
2.2.1 數據中心冷負荷簡化模型
2.2.2 空調系統冷負荷影響因素分析
2.3 空調系統自然冷源利用潛力分析
2.3.1 典型集中水冷系統排熱過程
2.3.2 自然冷源利用潛力分析
2.3.3 冷熱摻混對自然冷源利用潛力的影響
第3章 基於模擬數據和機器學習算法的機櫃熱點溫度預測及送風參數估計
3.1 機櫃熱環境模型數值模擬
3.1.1 模型搭建及準確性驗證
3.1.2 多工況模擬結果分析
3.2 機櫃熱點溫度算法模型
3.2.1 機器學習算法介紹
3.2.2 機櫃熱點溫度算法模型
3.2.3 不同模型預測結果比較
3.3 送風參數估計模型
第4章 基於傳熱過程的送風參數預估模型
4.1 基於服務器傳熱的預測模型
4.1.1 服務器傳熱過程分析
4.1.2 服務器冷卻空氣參數分析
4.2 基於機櫃傳熱的送風參數預測方法
4.3 典型機櫃熱阻測試
4.3.1 測試方法及結果
4.3.2 所測試服務器和機櫃的R_server及kf
4.4 典型機櫃送風參數預測結果
第5章 集中水冷冷源系統能耗數值模型
5.1 集中水冷系統原理
5.2 冷源系統能耗模型
5.2.1 冷卻塔數值模型
5.2.2 冷水機組能耗模型
5.2.3 輸配系統能耗
5.2.4 系統性能評價
5.2.5 冷源系統能耗模擬及性能評價模型
5.3 模型準確性驗證
5.3.1 實際數據中心Ⅰ
5.3.2 實際數據中心Ⅱ
第6章 “1vs1”集中水冷冷源系統優化運行參數算法模型
6.1 輸入參數類型及數值範圍
6.1.1 輸入參數分類及熱特性參數辨識
6.1.2 輸入及運行參數範圍
6.2 實際冷卻系統優化
6.3 案例設計及仿真優化數據集
6.4 典型工況下的優化結果
6.5 優化運行參數算法模型
6.5.1 算法模型搭建
6.5.2 預測效果分析
6.6 北京某數據中心工程應用驗證
6.6.1 數據機房基本信息
6.6.2 優化算法工程驗證
第7章 “1vsN”式集中水冷冷源系統優化運行參數算法模型
7.1 研究對象及運行策略
7.1.1 研究對象
7.1.2 供需匹配下的優化運行策略
7.2 典型案例分析
7.2.1 典型案例參數設置
7.2.2 不同運行策略下的典型日模擬結果對比
7.2.3 全工況下OS2的調控效果
7.3 優化算法工程驗證
7.3.1 實際運行結果RS與OS2調控結果對比
7.3.2 Δt_RCS對OS2調控效果的影響
第8章 分布式冷源系統供需匹配優化運行策略
8.1 分布式冷源系統能耗計算模型
8.1.1 分布式冷源系統運行原理
8.1.2 冷源能耗計算模型
8.2 面向供需匹配的分布式冷源系統優化運行策略
8.2.1 傳統調控策略及冷源系統性能分析
8.2.2 優化運行策略及典型案例分析
8.2.3 典型城市運行結果分析
第9章 數據中心風冷直膨式空調系統效率及運行優化研究
9.1 數據中心風冷直膨式空調排熱過程
9.1.1 理想及實際排熱系統構建
9.1.2 排熱系統能耗模型
9.1.3 送風參數預測模型
9.1.4 數據中心CRAC性能優化模型
9.2 冷源蒸發溫度解析解及影響因素分析
9.2.1 不同模式下t_evap解析解
9.2.2 t_evap影響因素分析
9.3 排熱系統優化運行分析
9.3.1 排熱系統效率分析
9.3.2 冷熱摻混對排熱系統優化運行結果的影響
第10章 並網光伏供電系統應用於數據中心集中水冷系統的優化配置
10.1 數據中心集中水冷系統和並網光伏供電系統介紹
10.1.1 光伏板模型
10.1.2 蓄電池模型
10.1.3 系統運行策略
10.2 電能供需匹配特性研究
10.2.1 數據中心集中水冷系統能耗
10.2.2 無蓄電池的供需匹配特性:系統運行策略I
10.2.3 有蓄電池的供需匹配特性:系統運行策略I
10.3 減碳效益分析
10.3.1 減碳效益分析方法
10.3.2 不同gr下npy和nbat的推薦值
10.4 經濟效益分析
10.4.1 經濟效益分析方法
10.4.2 不同qm下npy和Dbat的推薦值
10.5 本章小結
參考文獻
第11章 數據中心餘熱用於集中供暖的系統參數優化設計
11.1 系統介紹
11.1.1 流程原理
11.1.2 模型介紹
11.2 供暖設計工況下系統性能優化
11.2.1 mw流量不變時的參數分析
11.2.2 不同-Q區的最優結果
11.3 不同熱量比條件下的設備選型及節能率分析
11.4 本章小結
參考文獻
第12章 相關算法軟件及使用介紹
12.1 機櫃熱點溫度預測及送風參數估計軟件
12.1.1 軟件界面
12.1.2 軟

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