水分含量控制系統的制作方法

專利名稱：水分含量控制系統的制作方法
水分含量控制系統
背景技術：
可以將數據中心定義為容納布置在許多機架(rack)中的計算機系統的位置，例 如房間。標準機架或電子器件機柜被定義為電子工業協會(EIA)外殼，78英寸(2米)高、 24英寸(0.61米)寬且30英寸(0. 76米)深。這些機架被配置為容納許多計算機系統，約 四十(40)至200個或更多系統。計算機系統通常包括許多印刷電路板(PCB)、大容量存儲 設備、電源、處理器、微控制器、和半導體器件，它們在它們的操作期間耗散相對大量的熱。通常采用一個或多個空調(AC)單元來提供冷卻氣流以使計算機系統所產生的熱 耗散掉。控制由AC單元提供的氣流中的水分含量(moisture content)是有益的，因為太 多的水分增加在計算機系統上形成凝露的風險且太少的水分增加靜電放電問題的風險。為 了將水分含量基本上保持在期望范圍內，AC單元常常裝配有被配置為增加或去除冷卻氣流 中的水分含量的增濕器/減濕器。裝配有這些設備的AC單元通常還裝配有位于回行管道 (return)處的濕度傳感器以檢測通過回行管道返回到AC單元中的氣流的相對濕度。另外， AC單元控制冷卻氣流的水分含量以在回行管道處達到預定的相對濕度設定點。如果被適當地設計和布置，并且如果期望的相對濕度范圍很寬，諸如在20% 80%之間，則AC單元通常能夠將相對濕度水平保持在期望范圍內。然而，由于濕度控制僅 僅基于在AC單元的回行管道處所檢測的相對濕度，并且由于相對濕度是溫度的函數，所以 當存在問題時，諸如如果AC單元之一過度地提供冷卻氣流，則數據中心的某些區域可能接 收到冷卻的空氣，這可能導致在那些區域中形成凝露。另外，AC單元可能以相對能量低效 的方式操作，因為在向數據中心中的相同區域提供冷卻氣流時，一個AC單元可能在增濕而 同時另一 AC單元在減濕。因此期望的是在諸如數據中心的結構中具有濕度控制而不會遭受與傳統濕度控 制布置相關的缺點和不利。


通過參照附圖的以下說明，本領域的技術人員將清楚本發明的特征，在附圖中圖IA示出根據本發明的實施例的其中可以實施本發明的各種示例的基本封閉結 構的一部分的簡化透視圖；圖IB示出根據本發明的實施例的在圖IA中描繪的基本封閉結構的簡化平面圖；圖2示出根據本發明的實施例的用于控制基本封閉結構中的周圍(ambient)氣流 中的水分含量的系統的簡化方框圖；圖3示出根據本發明的實施例的用至少一個濕度控制裝置來控制基本封閉區域 中的周圍氣流中的水分含量的方法的流程圖；圖4示出根據本發明的實施例的對圖2所描繪的濕度控制裝置和傳感器進行調試 (commissioning)以識別每個濕度控制裝置的影響區的方法的流程圖；以及圖5示出根據本發明的實施例的被配置為實現或執行圖2所描繪的控制器的計算 裝置的方框圖。
具體實施例方式出于簡化和說明的目的，通過主要參照本發明的示例性實施例來描述本發明。在 以下說明中，闡述了許多特定細節以便提供本發明的透徹理解。然而，本領域的普通技術人 員應清楚的是可以在不限于這些特定細節的情況下實施本發明。在其它情況下，未詳細地 描述眾所周知的方法和結構以免不必要地使本發明不清楚。本文公開了用于控制基本封閉結構中的周圍氣流中的水分含量的系統和方法。本 文所公開的系統和方法包括將至少一個濕度控制裝置和多個傳感器用于檢測基本封閉結 構的多個位置中的氣流中的水分含量。所述多個傳感器位于遠離所述至少一個濕度控制裝 置的位置并且相對緊密接近于所述至少一個濕度控制裝置被配置為將影響的組件而定位。 術語“位于遠離.· ·的位置”以及其中所述多個傳感器位于遠離所述至少一個濕度控制裝 置的位置的配置示例在下文中給出。通過本文所公開的系統和方法的實施方式，可以在將提供濕度控制的位置處檢測 基本封閉結構中的濕度水平。另外，可以致動一個或多個濕度控制裝置以改變提供給那些 位置的氣流的濕度水平。照此，可以將位于那些位置處的電子組件保持在期望的環境條件 下，這可以提高其可靠性以及提高操作所述一個或多個濕度控制裝置的能量效率。首先參照圖1A，示出了其中可以實施本發明的各種示例的基本封閉結構100的一 部分的簡化透視圖。基本封閉結構100可以包括任何合理適當類型的基本封閉結構，諸如 建筑物、房間、容器等。照此，術語“基本封閉”意圖涵蓋基本上可以控制其環境的結構。關 于這一點，基本封閉結構100不需要完全與外面環境隔絕，而是可以具有一定水平的來自 外面環境的影響。實際上，可以將(一個或多個)空調單元配置為將一定量的外部補充氣 流吸入基本封閉結構100中。根據示例，在圖IA中描繪的基本封閉結構100包括具有計算、冷卻控制、和濕度控 制設備的數據中心。術語“數據中心”通常意味著表示其中可以放置一個或多個電子組件 的房間或其它空間。本領域的普通技術人員容易顯而易見的是圖1所描繪的基本封閉結構 100表示一般化的例證，并且在不脫離本發明的范圍的情況下，可以添加其它組件或者可以 去除或修改現有組件。另外，雖然在本公開中自始至終對包括數據中心的基本封閉結構100 進行特定參考，但應理解的是基本封閉結構100可以包括上文所討論的其它類型的結構。基本封閉結構100被描繪為具有按平行的行對準的多個機架102 108，例如電子 器件機柜。機架102 108的每一行被示為包含位于架空地板(raised floor) 110上的四 個機架。可以在架空地板110下面的空間112中放置多個導線和通信線(未示出)。空間 112還可以充當用于從一個或多個空調(AC)單元114a 114η向機架102 108輸送冷 卻氣流的集氣室(plenum)，其中η是大于一的整數(僅示出了 AC單元114a和114b)。可 以通過位于某些或所有機架102 108之間的通風磚(vent tile) 118從空間112向機架 102 108輸送冷卻氣流。機架102 108通常被配置為容納多個電子組件116，例如處理器、微控制器、高速 視頻卡、存儲器、半導體器件等。電子組件116可以是多個子系統(未示出)的元件，例如 計算機、服務器、刀片服務器等。可以將所述子系統和組件實現為執行各種電子功能，例如 計算、切換、路由、顯示等。
可以將機架102 108的面對通風磚118的側面視為機架的正面或進口并將機架 102 108的背對通風磚118的側面視為機架102 108的背面或排氣口。為了簡化和非 限制性目的，在本公開將自始至終依賴于此命名法來描述機架102 108的各個側面。通常操作AC單元114a 114η來冷卻如箭頭126所指示的接收到的熱空氣并將 冷卻的空氣提供到空間112中。雖然圖IA中未明確地描繪，但AC單元114a 114η還可 以從基本封閉結構100的外部吸入補充氣流。在各種情況下，AC單元114a 114η包括用 于在將冷卻的氣流提供到空間112中之前對氣流進行增濕和/或減濕的設備。在這些情況 下，可以操作AC單元114a 114η以基于例如AC單元114a 114η被編程為在對氣流進 行冷卻和/或增濕時實現的相對濕度設定點、溫度設定點或兩者來增加或減少提供到空間 112中的氣流中的水分水平。關于這一點，當AC單元114a控制相對濕度時，溫度設定點的 提高通常驅動AC單元114a增濕，而溫度設定點的降低通常迫使AC單元114a減濕。圖1還示出濕度控制裝置130a 130η，其中，η是大于一的整數(僅示出了 130a 和130b)。一般而言，濕度控制裝置130a 130η被配置為改變提供到基本封閉結構100中 的一個或多個位置的氣流中的水分含量。換言之，所述濕度控制裝置被配置為接收氣流，改 變接收到的氣流中的水分含量，并輸出具有改變的水分含量的氣流。另外，除了從基本封閉 結構100接收到的氣流之外，濕度控制裝置130a 130η可以從基本封閉結構100的外部 吸入補充氣流，并且可以改變補充氣流的水分含量。在圖IA所描繪的示例中，濕度控制裝置130a 130η包括與AC單元114a 114η 分開且不同的組件。然而，根據其它示例，濕度控制裝置130a 130η中的一個或多個可以 與AC單元114a 114η集成且因此可以包括上文所討論的增濕和/或減濕設備。另外，雖 然濕度控制裝置130a 130η描繪為從架空地板110升高，但濕度控制裝置130a 130η 可以位于架空地板110上且可以向空間112中提供氣流，與AC單元114a 114η類似。可以由控制器128來控制AC單元114 114η和濕度控制裝置130a 130η中的 任一者或兩者。在一個方面，控制器128可以控制AC單元114a 114η以改變由AC單元 114a 114η提供的空氣的溫度、濕度水平、和體積流率。另外，或替換地，控制器128可以 控制濕度控制裝置130a 130η以改變由濕度控制裝置130a 130η提供的氣流中的水分 含量水平。在下文中參考圖2來更詳細地描述控制器128。在控制AC單元114a 114η中的任一者或兩者時，控制器128可以從多個濕度 傳感器140a 140η接收所感測的濕度數據，其中，η是大于一的整數且不一定是與參考數 字114η、130η、和132η中的“η”相同的值，114η、130η、和132η中的“η”彼此之間也可以不 同。濕度傳感器140a 140η可以包括任何合理適當類型的濕度傳感器，諸如濕度計、干濕 計等。另外，濕度傳感器140a 140η被配置為通過任何合理適當的方式(例如通過有線 網絡、通過無線網絡等)將所感測的數據傳送到控制器128。濕度傳感器140a 140η被描繪成具有菱形形狀以將其與圖IA所示的其它特征 區別開。另外，濕度傳感器140a 140η被描繪成位于遍布基本封閉結構100的各個位置 處。例如，某些濕度傳感器140a 140c被描繪成沿著機架102 108的進口或出口定位。 另一濕度傳感器140d被描繪成位于通風磚118附近。另外的濕度傳感器140η被描繪成位 于機架108的頂部上。應理解的是可以將濕度傳感器140a 140η定位于基本封閉結構 100中的任何合理適當位置處，只要如下文更詳細地描述的那樣濕度傳感器140a 140η位于遠離濕度控制裝置130a 130η和AC單元114a 114η的位置即可。出于簡化和說明的目的，基本封閉結構100在圖IA中被示為包含四行機架102 108、兩個AC單元114a、114b、和兩個濕度控制裝置130a、130b。因此，基本封閉結構100不 應在基于圖IA所示的機架102 108、AC單元114a、114b、和濕度控制裝置130a、130b的數 目的任何方面受到限制。另外，雖然已類似地示出所有機架102 108，但機架102 108 可以包括不同的配置。例如，機架102 108可以由不同的公司制造，或者機架102 108 可以被設計為容納不同類型的電子組件116，例如水平安裝的服務器、刀片服務器等。現在參照圖1B，示出了圖IA所描繪的基本封閉結構100的簡化平面圖。基本封 閉結構100被描繪成包括位于遍布于基本封閉結構100的各個位置處的AC單元114a 114η。在圖IB中還示出多個通風磚118并將其被配置為如上所述地向機架102 108輸 送冷卻氣流。如上文所述，通風磚118和機架102 108位于架空地板110上，在架空地板110 下面是空間112 (圖1Α)。圖IB還描繪了濕度控制裝置130a 130η (僅示出130a和130b)。 根據第一示例，可以實現單個濕度控制裝置130a以改變包含在基本封閉結構100中的周圍 氣流中的水分含量。根據另一示例，可以實現多個濕度控制裝置130a 130η以改變基本 封閉結構100中的相應區域或區中的水分含量。在后一示例中，可以例如通過使用隔離物、 空氣流速等使受所述多個濕度控制裝置130a 130η影響的區基本上彼此不同，或者所述 區可以相互重疊。用由點線132a形成的盒和由短劃線132b形成的盒來描繪基本封閉結構100，所述 盒表示分別與濕度控制裝置130a和130b相關的區。可以基于濕度傳感器140a 140η到 相應濕度控制裝置130a 130η的接近度來識別相應區132a和132b。另外，或替換地，可 以通過在下文中更詳細地描述的調試過程來識別相應區132a和132b。區132a和132b的 識別可以導致如圖IB所示的某些或所有濕度傳感器140a 140η被包含在多個區132a和 132b中。已僅僅出于簡化的目的將區132a和132b描繪成具有矩形形狀，并且因此應理解 的是可以基于例如下文所討論的調試過程的實現將區132a和132b識別為具有任何合理適 當的形狀。下文還更詳細地公開了可以由控制器128基于從濕度傳感器140a 140η接收到 的輸入來控制濕度控制裝置130a 130η的各種方式，所述濕度傳感器140a 140η被示 為相對于機架102 108和基本封閉結構100中的其它組件位于各種位置處。現在轉到圖2，示出了根據示例的用于控制基本封閉結構中的周圍氣流中的水分 含量的系統200的簡化方框圖。應理解的是在不脫離系統200的范圍的情況下系統200可 以包括附加元件且可以去除和/或修改本文所述的某些元件。另外，將系統200描述為包 括上文關于圖IA和IB所描繪的基本封閉結構100所討論的許多組件。然而，應理解的是 可以在與圖IA和IB所描繪的那些不同的環境中采用系統200。如所示，系統200包括控制器128，其可以包括軟件、固件、或硬件。控制器128被 描繪成包括輸入模塊210、調試模塊212、濕度控制模塊214、和冷卻控制模塊216。可以將 調試模塊212和冷卻控制模塊216視為控制器128的可選模塊，因為這些模塊可能不是在 系統200的每個實施例中都被實現。相反，可以在下文所討論的各種實施例中實現調試模 塊212和冷卻控制模塊216。
在控制器128包括軟件的情況下，可以將控制器128存儲在計算機可讀存儲介質 上且可以由計算設備的處理器來執行控制器128，所述計算設備諸如圖IA所描繪的電子組 件116之一。在這些情況下，模塊210 216可以包括被配置為執行下文描述的功能的軟 件模塊或其它程序或算法。在控制器128包括固件或硬件的情況下，控制器128可以包括 被配置為執行本文所述的功能的電路或其它裝置。在這些情況下，模塊210 216可以包 括軟件模塊和硬件模塊中的一個或多個。因此，舉例來說，控制器128可以包括計算設備的處理器且模塊210 216可以包 括存儲在計算機可讀存儲介質上的軟件。計算機可讀存儲介質可以包括數據儲存器220或 單獨的存儲設備。另外，數據儲存器220可以包括易失性和/或非易失性存儲器，諸如DRAM、 EEPR0M、MRAM、閃速存儲器等。另外，或替換地，數據儲存器220可以包括被配置為從可移動 介質讀取以及向其寫入的設備，所述可移動介質諸如軟盤、CD-ROM、DVD-ROM、或其它光學或 磁介質。在任何方面，可以將控制器128執行或實現為控制諸如建筑物、房間、數據中心等 的基本封閉結構100中的周圍氣流中的水分含量。更特別地，例如，可以將控制器128執行 或實現為將周圍氣流中的水分含量水平基本上保持在預定范圍內。下文描述了控制器128 可以控制水分含量的各種方式示例。控制器128可以實現或執行輸入模塊210以從被配置為檢測氣流中的水分含量的 多個傳感器140a 140η接收輸入。控制器128還可以執行輸入模塊210以從補充空氣傳 感器202接收輸入，補充空氣傳感器202被定位為檢測從外部環境帶入基本封閉結構100 中的補充空氣中的水分含量。控制器128可以將從所述多個傳感器140a 140η和補充空 氣傳感器202接收到的數據存儲在數據儲存器220中。如圖IA所示，傳感器140a 140η 位于遍布于基本封閉結構100的各種位置處。更特別地，例如，傳感器140a 140η位于將 控制水分含量水平的各種位置處。特別地舉例來說，傳感器140a 140η可以位于包含電 子組件116的機架102 108的進口 /出口處。關于這一點，傳感器140a 140η位于遠 離濕度控制裝置的位置。雖然未示出，但還可以將輸入模塊210配置為從諸如溫度傳感器、壓力傳感器等 的多個其它類型的傳感器接收輸入。根據示例，控制器128可以在控制AC單元114a 114η 時利用來自其它類型的傳感器的輸入。控制器128可以實現或執行調試模塊212以實現被設計為識別多個濕度控制裝置 130a 130η中的哪一個改變被提供給基本封閉結構100中的該一個或多個區132a 132η 中的哪一個的氣流中的水分含量的調試過程。另外，或替換地，調試模塊212可以被實現為 確定濕度控制裝置130a 130η中的哪一個將水分含量改變為至少預定水平且可以基于該 確定來識別該一個或多個區132a 132η。調試模塊212被視為可選的，因為并不是對于采用系統200的每個基本封閉結構 100都可能需要調試過程。例如，在基本封閉結構100包含單個濕度控制裝置130a的情況 下，可以省略調試模塊212。作為另一示例，在控制器128被配置為作為組來操作多個濕度 控制裝置130a 130η的情況下，可以省略調試模塊212。控制器128被配置為實現或執行濕度控制模塊214以控制濕度控制裝置130a 130η。控制器128可以基于例如基本封閉結構100的配置以如下文所討論的各種方式來實現或執行濕度控制模塊214。控制器128還被配置為實現或執行冷卻控制模塊216以控制AC單元114a 114η 中的一個或多個，這也在下文更詳細地描述。可以將冷卻控制模塊216視為可選的，因為可 以由另一控制器來執行AC單元114a 114η的控制，或者每個AC單元114a 114η可以 基本上相互獨立地操作。根據示例，濕度控制裝置130a 130η在物理上與AC單元114a 114η分開。在 本示例中，可以與AC單元114a 114η分開地操作濕度控制裝置130a 130η。換言之， AC單元114a 114η的操作并不意圖直接影響濕度控制裝置130a 130η的操作，反之亦 然。根據另一示例，將濕度控制裝置130a 130η中的至少一個與AC單元114a 114η 中的至少一個集成。在本示例中，控制器128可以以基本上使能量效率最優化的各種方式 控制集成的AC單元114a和濕度控制裝置130a。舉例來說，控制器128可以控制集成的AC 單元114a和濕度控制裝置130a，使得當集成的AC單元114a主動(actively)冷卻時，濕度 控制裝置130a不主動增濕。同樣地，控制器128可以控制集成的AC單元114a和濕度控制 裝置130a，使得當集成的AC單元114a主動加熱時，濕度控制裝置130a不主動減濕。控制器128可以實現調試過程以識別每個AC單元114a 114η的影響區域。在 于2005年3月11日提交的且題為“Commissioning ofSensors”的共同受讓的美國專利 No. 7，117，129中公開了適當的調試過程，其公開內容整體地通過引用結合到本文中。在實 現調試過程時，控制器128可以確定AC單元114a 114η中的一個或多個具有基本上與一 個或多個其它AC單元114a 114η的影響區域重疊的影響區域。控制器128可以確定在給定控制特定區域的AC單元114a 114η的潛在池(pool) 中的AC單元114a 114η的溫度控制狀態的情況下具有濕度控制裝置130a 130η并且 控制該特定區域的所述多個AC單元114a 114η中的哪一個應被用于特定類型的濕度控 制。舉例來說，為了對特定區域進行減濕，控制器128可以利用與不同的AC單元114b相比 在最低溫度下操作的AC單元114a，因為減濕的動作要求低溫空氣，由此使此選項比選擇提 供相對較高溫度空氣的AC單元114b的選項更具有能量效率。現在將關于圖3所描繪的方法300的以下流程圖來描述其中可以采用系統200來 控制基本封閉結構100中的周圍氣流中的水分含量的方法的示例。本領域的普通技術人員 應清楚的是方法300表示一般化的圖解，并且在不脫離方法300的范圍的情況下可以添加 其它步驟或可以去除、修改或重新布置現有步驟。方法300的說明是參照圖2所示的系統200進行的，因此對其中所引用的元件進 行參考。然而，應理解的是方法300不限于系統200中所闡述的元件。相反，應理解的是可 以通過具有與系統200中所闡述的配置不同的配置的系統來實施方法300。控制器128可以實現或執行模塊210 216中的一個或多個以便在控制基本封閉 結構100的周圍氣流中的水分含量時執行方法300。更特別地，圖3示出根據示例的用至少一個濕度控制裝置130a來控制基本封閉 結構100中的周圍氣流中的水分含量的方法300的流程圖。如所示，用多個濕度傳感器 140a 140η在基本封閉區域100中的多個位置處檢測水分含量或濕度(相對濕度或絕對 濕度)，如步驟302所指示的。
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如上文關于圖IA所討論的，濕度傳感器140a 140η位于遠離所述至少一個濕度 控制裝置130a 130η的位置。另外，在系統200中采用多個濕度控制裝置130a 130η的 情況下，濕度傳感器140a 140η也位于遠離所述多個濕度控制裝置130a 130η中的每一 個的位置。濕度傳感器140a 140η被視為位于“遠離”濕度控制裝置130a 130η的位置， 因為濕度傳感器140a 140η不緊密接近于濕度控制裝置130a 130η而定位。換言之， 可以將“位于遠離...的位置”定義為包括濕度傳感器140a 140η位于充分遠離濕度控制 裝置130a 130η的位置，使得在濕度控制裝置130a 130η和濕度傳感器140a 140η的 位置之間一個或多個環境條件可以是不同的。另外，或替換地，可以將“位于遠離...的位 置”定義為包括濕度傳感器140a 140η位于基本封閉結構100中的濕度控制裝置130a 130η被配置為改變由濕度控制裝置130a 130η提供的氣流中的水分含量的位置上。因 此，例如，可以將“位于遠離...的位置”定義為包括濕度傳感器140a 140η被放置在從其 將空氣接收到機架102 108中的任何位置上。這些位置可以包括例如在機架102 108 的進口處、在空間112中、在包含通風磚118的通道中等。 在步驟304處，控制器128接收關于濕度傳感器140a 140η所檢測的水分含量的 數據。如在步驟306處所指示的，控制器128可以處理該數據以確定一個或多個位置處的 水分含量水平是否在預定水分含量范圍內。所述預定水分含量范圍可以包括用于位于一個 或多個位置處的組件116的可接受水分含量范圍，例如如由組件116制造商所闡述的、通過 測試所識別的、在諸如ASHRAE的一個或多個標準中所闡述的水分含量范圍等。舉例來說， 所述預定范圍可以在約20 %至80 %之間。作為另一示例，所述預定范圍可以在約40 % 55%之間。所述預定范圍可以取決于例如組件116對空氣中的水分水平的敏感度。根據示例，在步驟306處，基于從濕度傳感器140a 140η接收到的所檢測的水分 含量數據，控制器128可以識別基本封閉區域100中的哪些區域具有在預定范圍內的水分 含量水平和哪些區域具有在預定范圍之外的水分含量水平。在本示例中，控制器128可以 確定濕度控制裝置130a 130η中的哪一個可操作用于改變包含在各個區域中的氣流中的 水分含量。下文關于圖4來描述控制器128可以用來對濕度控制裝置130a 130η進行調 試以識別其相應的影響區的方式的示例。在任何方面，對于水分含量被確定為在預定范圍內的那些區域(其可以包括基本 封閉結構100的整個區域)而言，控制器128可以不改變濕度控制裝置130a 130η的操 作。另外，可以在步驟302處再次檢測所述多個位置處的水分含量且可以重復步驟304和 306。然而，對于水分含量被確定為在預定范圍之外的那些區域(其再次可以包括基本封閉 結構100的整個區域)而言，控制器128可以改變可操作用于影響那些區域的濕度控制裝 置130a 130η中的一個或多個的操作，如在步驟308處所指示的。更特別地，在步驟308處，控制器128可以通過使得該一個或多個濕度控制裝置 130a 130η增加或減少提供給那些區域的氣流中的水分含量水平來改變該一個或多個濕 度控制裝置130a 130η的操作。可以控制所述一個或多個濕度控制裝置130a 130η以 響應于水分含量下降到預定范圍以下來增加氣流中的水分含量并響應于水分含量超過該 預定范圍來減少氣流中的水分含量。另外，一旦已在步驟308處改變了該一個或多個濕度控制裝置130a 130η的操 作，則可以在步驟302處再次檢測該多個位置處的水分含量且可以以基本連續的方式重復步驟304 308以使得能夠連續地監視并調整水分含量。根據其中將來自外部環境的氣流帶入基本封閉結構100中的另一示例，在步驟 302處，除所述多個位置處的水分含量之外，還檢測來自外部環境的氣流的水分含量或濕度 (相對濕度或絕對濕度)。另外，在步驟304處，控制器128接收關于補充空氣傳感器202所 檢測的水分含量的數據。此外，控制器128在步驟308處改變該一個或多個濕度控制裝置 130a 130η的操作時可以考慮從外部環境接收到的氣流的水分含量。舉例來說，如果從 外部環境接收到的氣流中的水分含量相對較高且從外部環境接收到的空氣的量相對較大， 則控制器128可以相對接近于較高的濕度極限來操作該一個或多個濕度控制裝置130a 130η。作為另一示例，如果從外部環境接收到的氣流中的水分含量相對較高且從外部環 境接收到的空氣的量相對較大，并且在步驟306處濕度傳感器140a 140η所檢測的水分 含量在預定范圍以下，則控制器128可以使得來自外部環境的較大量的氣流被帶入基本封 閉區域100中。另外，控制器128可以基于包含在外部環境中的濕度的量在被帶入基本封 閉區域100中的氣流的量方面進行改變。在一個方面，可以操作該一個或多個濕度控制裝 置130a 130η以通過更嚴重地依賴于從外部環境帶入的氣流中的水分含量而消耗相對較 少量的能量，從而滿足例如OSHA或ASHRAE要求。現在參照圖4，示出了對濕度控制裝置130a 130η和傳感器140a 140η進行調 試以識別每個濕度控制裝置130a 130η的影響區132a 132η的方法400的流程圖。本 領域的普通技術人員應清楚的是方法400表示一般化的圖解，并且在不脫離方法400的范 圍的情況下可以添加其它步驟或可以去除、修改或重新布置現有步驟。控制器128可以實現或執行調試模塊212以執行方法400從而識別每個濕度控制 裝置130a 130η分別對基本封閉結構100中的哪些區132a 132η具有至少預定水平的 影響。一旦已識別了相應區132a 132η，則可以基于傳感器140a 140η位于區132a 132η中的哪一個中而使每個傳感器140a 140η與濕度控制裝置130a 130η中的一個或 多個相關聯。也就是說，認為包含在特定區132a中的那些傳感器140a 140η與和特定區 132a相關的濕度控制裝置130a相關。一般而言，在方法400中，通過向由濕度控制裝置130a 130η提供的氣流注入 水分或從中去除水分，可以諸如以連續的方式在不同時間獨立地干擾每個濕度控制裝置 130a 130η。作為時間的函數來測量并記錄濕度傳感器140a 140η對該干擾的響應。記 錄大于預定閾值的水分變化速率的那些濕度傳感器140a 140η被視為駐留在該濕度控制 裝置的區132a 132η內。更特別地，在步驟402處，控制器128可以將濕度控制裝置130a 130η設置為第 一水平。該第一水平可以包括例如對于所有濕度控制裝置130a 130η而言共同的濕度輸 出水平。控制器128可以在步驟404處等待一時間段，之后在步驟406處記錄由濕度傳感 器140a 140η獲得的濕度測量結果。控制器128可以允許此時間段逝去以便使得能夠達 到操作的相對穩態。另外，在步驟406處的時間段期間，在濕度傳感器140a 140η中的一 個或多個所檢測的濕度水平在該時間段期間振蕩的情況下，控制器128可以確定濕度傳感 器140a 140η中的一個或多個的中間(median)濕度讀數。在這種情況下，在步驟406處 記錄的濕度測量結果可以包括時間平均值。
在步驟408處，控制器128可以控制濕度控制裝置130a將氣流中的水分含量改變 指定量。該指定量可以包括與第一水平水分含量相差相對可辨識的量的量。控制器128可 以在步驟410處再次等待一時間段，之后在步驟412處記錄從濕度傳感器140a 140η接 收到的濕度信息。控制器128可以允許此時間段逝去以便使得能夠在由濕度控制裝置130a 之一提供的氣流中的水分含量變化之后達到操作的相對穩態。另外，在步驟410處的時間 段期間，在濕度傳感器140a 140η中的一個或多個所檢測的濕度水平在該時間段期間振 蕩的情況下，控制器128可以確定濕度傳感器140a 140η中的一個或多個的中間濕度讀 數。在這種情況下，在步驟412處記錄的濕度測量結果可以包括時間平均值。在任何方面，在步驟414處，控制器128可以根據在步驟412處記錄的濕度測量結 果來確定在濕度傳感器140a 140η位置處濕度測量結果已改變到哪個水平。更特別地， 例如，控制器128可以將在步驟406處記錄的濕度測量結果與在步驟412處記錄的那些測 量結果相比較以確定是否存在濕度水平的可辨識變化且該變化已發生到何種程度。在步驟416處，控制器128識別在步驟408處被干擾的濕度控制裝置130a的影響 區。控制器128可以基于濕度傳感器140a 140η所檢測的濕度水平已變化到何種程度來 進行此確定。舉例來說，控制器128可以計算濕度控制裝置130a 130η的濕度相關指數 (HCI)。可以將濕度控制裝置130a和濕度傳感器140a的HCI定義為在濕度控制裝置130a 提供的氣流的濕度變化之后濕度傳感器140a所檢測的濕度變化。控制器128還可以識別濕度傳感器140a 140η中的哪一個檢測到超過預定水平 的濕度水平變化。可以基于許多各種因素中的任何一個來設置所述預定水平，所述因素諸 如每個濕度傳感器140a 140η的敏感度水平、所識別區132a 132η的分布等。另外，可 以將其檢測的濕度水平已改變超過預定水平的濕度傳感器140a 140η的位置識別為與該 濕度控制裝置130a相關的區132a。根據示例，可以在濕度控制裝置130a 130η的實際操作期間而不是作為單獨的 操作來執行方法400，以識別每個濕度控制裝置130a 130η分別對基本封閉結構100中的 哪些區132a 132η具有至少預定水平的影響。在本示例中，可以在濕度控制裝置130a 130η未充分改變濕度水平的情況下實現方法400以在正常操作期間實現適當讀數。可以在美國專利No. 7，117，129中找到可以用來基于傳感器測量結果識別各種致 動器的影響區132a 132η的各種方式的更詳細說明。在步驟418處，控制器128記錄包含在已識別影響區132a中的濕度傳感器140a 140η與濕度控制裝置130a之間的相關性。換言之，控制器128記錄濕度控制裝置130a對 其相關的濕度傳感器140a 140η具有至少預定水平的影響，并因此對相關的濕度傳感器 140a 140η的相應位置具有至少預定水平的影響。在步驟420處，控制器128確定是否應對另一濕度控制裝置130b重復方法400。如 果確定要確定所述另一濕度控制裝置130b與濕度傳感器140a 140η之間的附加相關性， 則可以在步驟402處再次將由濕度控制裝置130a 130η提供的氣流中的濕度水平設置為 第一水平。在步驟402之后，如上所述，控制器128可以在步驟404處再次等待一時間段， 之后在步驟406處記錄從濕度傳感器140a 140η接收到的濕度信息。另外，控制器128 可以重復步驟402 420以識別并記錄濕度控制裝置130a 130η與濕度傳感器140a 140η之間的相關性。如在步驟422處所指示的，一旦控制器128確定不存在剩余要調試的
13其它濕度控制裝置130a 130η，則方法400可以終止。根據示例，作為在步驟404和410處等待該時間段以使得濕度傳感器140a 140η 處的條件能夠達到穩態條件的替代，可以在步驟406和412處作為時間的函數記錄濕度測 量結果的變化。在本示例中，在步驟406和412處，可以測量作為時間變化(dt)的函數的 濕度變化(dH)，例如作為dH/dt。另外，可以在步驟414處基于濕度傳感器140a 140η的 dH/dt測量結果是否超過預定dH/dt閾值來獲得濕度控制裝置130a 130η與濕度傳感器 140a 140η之間的相關性。可以在步驟416處使用該相關性來識別每個濕度控制裝置 130a 130η的影響區。通過實現上文所討論的方法400和替換示例，控制器128可以響應于確定基本封 閉結構100的一個或多個位置中的水分含量水平在預定濕度范圍之外而相對快速地識別 將致動濕度控制裝置130a 130η中的哪一個。由于某些區132a 132η可以相互重疊， 所以可能出現濕度傳感器140a 140η中的一個或多個駐留于多于一個的區132a 132η 中的情況。照此，控制器128可以在改變重疊區132a 132η中的濕度傳感器140a 140η 處的濕度水平時從多個濕度控制裝置130a 130η中進行選擇。根據示例，控制器128可以在濕度傳感器140a 140η中的一個或多個在預定濕 度范圍之外時隨機地選擇濕度控制裝置130a 130η中的一個或多個來致動。根據另一示 例，控制器128可以在濕度傳感器140a 140η中的一個或多個在預定濕度范圍之外時選 擇對區132a中的該一個或多個濕度傳感器140a 140η具有預定水平的影響的所有濕度 控制裝置130a 130η進行致動。根據另一示例，控制器128可以選擇具有最大裕度的濕 度控制裝置130a，將在該裕度內改變濕度水平。在這些示例的任何一個中，當致動多個濕度 控制裝置130a 130η時，可以將所述多個濕度控制裝置130a 130η中的每一個致動至 與用單個濕度控制裝置130a執行的水平相比相對較低的水平。在多個濕度控制裝置130a 130η能夠影響相同濕度傳感器140a 140η的情況 下，存在濕度控制裝置130a 130η之間爭斗的可能。更特別地，例如，其中一個濕度控制裝 置130a當前可能正在基于由(位于區132a中的)濕度傳感器140a所檢測的濕度水平向 氣流中添加水分含量，另一個濕度控制裝置130b當前可能正在基于由(位于區132b中的) 濕度傳感器140b所檢測的濕度水平從該氣流中去除水分含量，并且另外的傳感器140c可 能位于濕度控制裝置130a和130b的區132a和132b兩者中。在本示例中，如果濕度傳感 器140c檢測到低于預定水平的濕度水平，則控制器128可以確定將致動濕度控制裝置130a 和130b中的哪一個以便基本上防止濕度控制裝置130a和130b在對濕度傳感器140c所在 的位置進行增濕和減濕時消耗過多的能量。更特別地，例如，控制器128可以實現調試模塊212以識別每個區132a 132η的 控制傳感器。可以將該控制傳感器定義為與每個區132a 132η中的設定點濕度具有最大 正濕度差的濕度傳感器140a 140η。如果所有濕度傳感器140a 140η與設定點濕度具 有負濕度差，則用于特定區132a 132η的控制傳感器是與設定點濕度具有最大負差的濕 度傳感器140a 140η。用來確定控制傳感器的設定點濕度在濕度傳感器140a 140η之 間可以改變，并且因此不需要對所有濕度傳感器140a 140η而言都是相同的。通常，控制器128被配置為基于控制傳感器的濕度水平控制濕度控制裝置130a 130η來修改區132a 132η中的濕度水平。照此，在以上示例中，如果濕度傳感器140c是用于濕度控制裝置130a和130b中的任一者或兩者的控制傳感器，則控制器128可以基于 濕度傳感器140c所檢測的濕度水平來控制濕度控制裝置130a和濕度控制裝置130b中的 任一者或兩者。如果濕度傳感器140c不是用于區132a或132b中的任何一個的控制傳感 器，則控制器128可以基于其相應區132a和132b中的控制器傳感器所檢測的濕度信息來 繼續操作濕度控制裝置130a和130b。在美國專利No. 7，117，129和于2005年3月25日提交的且題為“Temperatuzre Control Using a Sensor Network”的共同擁有且共同待決的美國專利申請序號 11/089，608 (代理人檔案號No. 200500812-1)中公開了控制傳感器、致動器、和致動器系列 及對其進行識別，控制和修改的各種方式的更詳細討論，所述專利申請的公開內容整體地 通過引用結合到本文中。根據另一示例，控制器128還可以控制多個AC單元114a 114η以基本上使在濕 度控制方面的能量浪費最小化的方式進行操作。更特別地，例如，控制器128可以控制所述 多個AC單元114a 114η以基本上防止其以相反的目的操作，該操作將導致能量浪費。通 常，裝配有增濕器/減濕器的AC單元114a 114η通過在其冷卻時對氣流進行減濕來操作 并通過在其對氣流進行加熱時對氣流進行增濕來操作。因此，例如當AC單元114a 114η 對氣流進行加熱和減濕時或者當其對氣流進行冷卻和增濕時，可以將AC單元114a 114η 視為以相反的目的進行操作。為了基本上避免此問題，如上文關于濕度控制裝置130a 130η和傳感器140a 140η的調試所討論的，控制器128被配置為識別AC單元114a 114η對其具有預定水平的 影響的區132a 132η。在相互重疊的區132a 132η中，控制器128被配置為控制AC單 元114a 114η，使得如果特定區132a要求冷卻和增濕，則使用其中一個AC單元114a來冷 卻氣流并使用另一 AC單元114b來對氣流進行增濕。在這方面，可以以在基本上保持期望 條件的同時基本上避免上文所討論的目的相反的方式來操作AC單元114a 114η。在方法300和400中所闡述的某些或所有操作可以作為實用程序、程序、或子程序 包含在任何希望的計算機可訪問介質中。另外，可以由計算機程序來實現方法300和400， 所述計算機程序可以以現用和非現用的多種形式存在。例如，其可以作為由源代碼、目標代 碼、可執行代碼或其它格式的程序指令組成的軟件程序而存在。任何上述項可以在計算機 可讀介質上實現，所述計算機可讀介質包括壓縮或未壓縮形式的信號和存儲設備。示例性計算機可讀存儲設備包括傳統計算機系統RAM、R0M、EPR0M、EEPR0M、和磁盤 或光盤或磁帶或光帶。無論是否是使用載波調制的，示例性計算機可讀信號是主控或運行 計算機程序的計算機系統可以被配置為訪問的信號，包括通過因特網或其它網絡下載的信 號。前述的具體示例包括程序在CD ROM或經由因特網下載的分發。在某種意義上，作為抽 象實體的因特網本身就是計算機可讀介質。通常，對于計算機網絡而言也是如此。因此，應 理解的是能夠執行上述功能的任何電子設備可以執行以上列舉的那些功能。圖5示出根據示例的被配置為實現或執行圖IA和圖2所描繪的控制器128的計 算裝置500的方框圖。在這方面，可以使用計算裝置500作為用于執行上文關于控制器128 所述的一個或多個功能的平臺。計算裝置500包括可以實現或執行方法300和400中所述的某些或所有步驟的處 理器502。通過通信總線504來傳送來自處理器502的命令和數據。計算裝置500還包括主存儲器506和輔助存儲器508，所述主存儲器506諸如隨機存取存儲器(RAM)，在主存儲 器506中可以在運行時間期間執行用于處理器502的程序代碼。輔助存儲器508包括例如 一個或多個硬盤驅動器510和/或可移除存儲驅動器512，可移除存儲驅動器512表示其中 可以存儲用于方法300和400的程序代碼的副本的軟盤驅動器、磁帶驅動器、致密盤驅動器寸。可移除存儲驅動器510以眾所周知的方式從可移除存儲單元514讀取和/或向可 移除存儲單元514寫入。用戶輸入和輸出設備可以包括鍵盤516、鼠標518、和顯示器520。 顯示適配器522可以與通信總線504和顯示器520對接且可以從處理器502接收顯示數據 并將顯示數據轉換成用于顯示器520的顯示命令。另外，處理器502可以經由網絡適配器 524通過例如因特網、LAN等的網絡進行通信。本領域的普通技術人員將清楚的是在計算裝置500中可以添加或替換其它已知 電子組件。還應清楚的是圖5所描繪的一個或多個組件可以是可選的(例如用戶輸入設備、 輔助存儲器等)。本文已描述和示出的是本發明的優選實施例以及其某些變化。本文所使用的術 語、說明和數字是僅僅以示例的方式闡述的且不意味著限制。本領域的技術人員應認識到 在本發明的范圍內可以進行許多變化，本發明的范圍意圖由以下權利要求及其等價物來限 定-其中，除非另有指明，否則以其最廣泛的合理意義來解釋所有術語。
權利要求
一種用于控制具有組件的基本封閉結構中的周圍氣流中的水分含量的系統，所述系統包括至少一個濕度控制裝置；多個傳感器，用于檢測所述基本封閉結構的多個位置中的氣流中的水分含量，其中，所述多個傳感器位于遠離所述至少一個濕度控制裝置的位置，并且其中，所述多個傳感器相對緊密地接近于所述至少一個濕度控制裝置被配置為影響的所述組件而定位；以及控制器，其被配置為接收由所述多個傳感器中的一個或多個所檢測的水分含量水平并基于所檢測的水分含量水平來控制所述至少一個濕度控制裝置以改變所述多個位置周邊的周圍氣流中的水分含量。
2.如權利要求1所述的系統，其中，所述基本封閉結構包括具有多個機架的數據中心， 并且其中，定位所述多個傳感器以檢測提供到所述多個機架的一個或多個中的氣流和從所 述多個機架的一個或多個中排出的氣流中的至少一個中的水分含量。
3.如權利要求1所述的系統，還包括多個濕度控制裝置，其中，所述多個濕度控制裝置中的每一個被配置為向基本封閉結 構的相應區提供氣流，其中，所述區能夠相互重疊；以及其中，所述控制器被配置為相對于彼此獨立地控制所述多個濕度控制裝置中的每一個。
4.如權利要求3所述的系統，其中，所述控制器還被配置為通過調試過程識別所述多 個傳感器中的哪一個位于所述區中的哪一個中并從而識別所述多個濕度控制裝置中的哪 一個對所述多個傳感器中的哪一個具有至少預定水平的影響。
5.如權利要求4所述的系統，其中，所述控制器還被配置為識別用于每個區的控制傳 感器，并且其中，所述控制器被配置為使所述多個濕度控制裝置的控制決策以所述控制傳 感器所檢測的濕度水平為基礎。
6.如權利要求1所述的系統，還包括空調單元，其中，所述至少一個濕度控制裝置在物理上與所述空調單元分開，并且其 中，所述控制器被配置為與所述空調單元分開地控制所述至少一個濕度控制裝置。
7.如權利要求1所述的系統，還包括空調單元，其中，所述至少一個濕度控制裝置與所述空調單元集成，其中，所述控制器 被配置為以基本上使能量效率最優化的一種或多種方式控制所述空調單元和所述至少一 個濕度控制裝置兩者。
8.如權利要求7所述的系統，還包括多個空調單元，其中，所述多個空調單元中的每一個與濕度控制裝置集成，其中，所述 空調單元中的至少兩個能夠操作以改變基本封閉結構的相同區中的條件，并且其中，所述 控制器還被配置為以基本上防止所述空調單元中的該至少兩個以相反的目的進行操作的 方式操作所述空調單元中的該至少兩個。
9.如權利要求1所述的系統，還包括補充空氣傳感器，其被配置為檢測在基本封閉結構外部的環境中的水分含量水平；以及其中，所述控制器還被配置為接收所述補充空氣傳感器所檢測的水分含量水平并在改變所述多個位置周邊的周圍氣流中的水分含量時基于所檢測的水分含量水平來控制所述 至少一個濕度控制裝置。
10.一種用至少一個濕度控制裝置來控制基本封閉結構中的周圍氣流中的水分含量的 方法，所述方法包括用多個濕度傳感器來檢測所述基本封閉區域中的多個位置處的氣流中的水分含量，其 中，所述多個濕度傳感器位于遠離所述至少一個濕度控制裝置的位置，并且其中，所述多個 傳感器相對緊密地接近于所述至少一個濕度控制裝置被配置為影響的組件而定位；接收關于在所述多個位置處檢測的水分含量的數據；以及操作所述至少一個濕度控制裝置以改變提供給所述多個位置中的一個或多個的氣流 的水分含量。
11.如權利要求10所述的方法，還包括確定所述多個位置中的一個或多個處的水分含量是否在預定范圍內；以及其中，操作所述至少一個濕度控制裝置還包括響應于所述水分含量在所述預定范圍之 外改變提供給所述多個位置中的所述一個或多個的氣流中的水分含量。
12.如權利要求10所述的方法，其中，所述基本封閉結構包括具有多個機架的數據中 心，并且其中，檢測水分含量還包括檢測所述多個機架中的至少一個的進口和出口中的任 一者或兩者處的水分含量。
13.如權利要求10所述的方法，其中，所述基本封閉結構包括多個濕度控制裝置，所述 方法還包括對所述多個濕度控制裝置和所述多個傳感器進行調試以識別所述多個傳感器中的哪 一個位于所述區中的哪一個中并從而識別所述多個濕度控制裝置中的哪一個對所述多個 傳感器中的哪一個具有至少預定水平的影響；以及相對于彼此獨立地操作所述多個濕度控制裝置以向基本封閉結構的相應區提供氣流， 其中，所述區能夠相互重疊。
14.如權利要求13所述的方法，其中，對所述多個濕度控制裝置進行調試還包括識別 用于每個區的控制傳感器，并且其中，獨立地操作所述多個濕度控制裝置還包括基于相應 控制傳感器所檢測的濕度水平來獨立地操作所述多個濕度控制裝置。
15.如權利要求14所述的方法，其中，識別用于每個區的控制傳感器還包括選擇所述 多個傳感器中的具有與設定點濕度的最高正濕度差和與該設定點濕度的最大負差之一的 傳感器作為控制傳感器。
16.如權利要求10所述的方法，其中，所述基本封閉結構包括空調單元，該方法還包括相對于彼此獨立地操作所述空調單元和所述至少一個濕度控制裝置。
17.如權利要求10所述的方法，其中，所述基本封閉結構包括多個空調單元，其中，所 述多個空調單元中的每一個包括濕度控制裝置，并且所述空調單元中的至少兩個能夠操作 以改變基本封閉結構中的相同區中的條件，該方法還包括以基本上防止所述空調單元中的所述至少兩個以相反的目的進行操作的方式來操作 所述空調單元中的所述至少兩個。
18.如權利要求10所述的方法，還包括從基本封閉結構外部的環境接收氣流；檢測來自外部環境的氣流中的水分含量；接收關于在來自外部環境的氣流中所檢測的水分含量的數據；以及其中，操作所述至少一個濕度控制裝置還包括在操作所述至少一個濕度控制裝置以改 變提供給所述多個位置中的所述一個或多個的氣流的水分含量時考慮在來自外部環境的 氣流中所檢測的水分含量。
19.一種用能夠操作用于改變基本封閉結構的相同區中的條件的至少兩個空調單元來 控制周圍氣流中的水分含量的方法，所述空調單元中的每一個具有相應的濕度控制裝置， 所述方法包括操作第一空調單元提供氣流；操作所述第一空調單元的濕度控制裝置以不按照與所述第一空調單元相反的目的進 行操作；操作第二空調單元提供氣流；以及操作所述第二空調單元的濕度控制裝置按照與所述第一空調單元相反的目的進行操作。
20.一種在其上嵌入有一個或多個計算機程序的計算機可讀存儲介質，所述一個或多 個計算機程序實現用至少一個濕度控制裝置控制基本封閉結構中的周圍氣流中的水分含 量的方法，所述一個或多個計算機程序包括一組指令，該指令用于接收關于用多個濕度傳感器在所述基本封閉區域中的多個位置處所檢測的水分含量 的數據，其中，所述多個濕度傳感器位于遠離所述至少一個濕度控制裝置的位置，并且其 中，所述多個傳感器相對緊密地接近于所述至少一個濕度控制裝置被配置為影響的組件而 定位；確定所述多個位置中的一個或多個處的水分含量是否在預定范圍內；以及操作所述至少一個濕度控制裝置以響應于所述水分含量在預定范圍之外而改變提供 給所述多個位置中的所述一個或多個的氣流中的水分含量。
21.如權利要求20所述的計算機可讀存儲介質，其中，所述基本封閉結構包括多個濕 度控制裝置，所述一個或多個計算機程序還包括一組指令，該指令用于對所述多個濕度控制裝置和所述多個傳感器進行調試以識別所述多個傳感器中的哪 一個位于所述區中的哪一個中并從而識別所述多個濕度控制裝置中的哪一個對所述多個 傳感器中的哪一個具有至少預定水平的影響；以及基于所述調試相對于彼此獨立地操作所述多個濕度控制裝置以向基本封閉結構的相 應區提供氣流，其中，所述區能夠相互重疊。
全文摘要
一種用于控制具有組件的基本封閉結構中的周圍氣流中的水分含量的系統。該系統包括用于檢測基本封閉結構的多個位置中的氣流中的水分含量的多個傳感器和至少一個濕度控制裝置。所述多個傳感器被設置在遠離所述至少一個濕度控制裝置的位置并相對緊密地接近于所述至少一個濕度控制裝置被配置為影響的組件而定位。該系統還包括控制器，其被配置為接收所述多個傳感器中的一個或多個所檢測的水分含量水平并基于所檢測的水分含量水平來控制至少一個濕度控制裝置以改變所述多個位置周邊的周圍氣流中的水分含量。
文檔編號G05D22/02GK101903841SQ200780102031
公開日2010年12月1日 申請日期2007年12月21日 優先權日2007年12月21日
發明者A·J·夏, C·E·貝什, R·K·莎馬 申請人:惠普開發有限公司