一、制冷机组台数控制

通过对负荷侧温差及流量的测量，控制系统可获悉总体的负荷需求，此时根据制冷机组的形式和特性，采用合理的台数组合，可使多台制冷机组的综合能效达到最佳。以变频离心式水冷机组为例，两方面因素对台数控制的逻辑存在影响。一是效率较高的工况分布于机组部分负荷的区间，二则为冷却水温的变化对机组特性曲线具有显著的影响。

如下图所示，运行一台机组的效率曲线与运行两台的曲线，相交汇处（黑色圆点）即为增减台数的最佳时机，同理可见两台增至三台的切换点。而根据变频离心机的特性，加机切换点通常低于额定输出的90%。同时，随着冷却水温度的降低，机组最佳能效的区间更加向部分负荷偏移，增减台数的时机（黑色圆点）也显著向左偏移, 加机切换点甚至低于70%负荷。

上述特性意味着，制冷机组的台数控制逻辑，若能够利用这两个因素动态地选择增减机组的时机，则可发挥出潜在的节能空间。当然，不同形式的机组，如风冷、定频、螺杆等，均具有各自的特性，或在系统中存在混合搭配的应用，此时自控系统应因地制宜的规划台数控制的逻辑，以提高设备效率，节约系统能耗。
 

冷水机组开启台数控制图

二、变频风扇及水泵的台数控制

具备变频风扇的冷却塔以及变频水泵，在数据中心冷源系统中应用广泛。在控制此类机电设备时，除了根据被控对象进行PID调速控制外，合理地增减台数，也存在一定的节能空间。控制系统应根据设备厂家提供的效率曲线，在逻辑中定义频率达低限后减少台数，达高限后增加台数。

三、低负荷运行初期的节能控制

数据中心的负荷源于数据业务的多少，通常在数据中心基础设施完工后，数据业务会在一定时间里逐渐增加。而在初期阶段，可能存在数据业务量较少的一段时间。在这个时期，制冷系统的空气侧，可以通过与机房模块或冷热通道对应的空调末端调整来满足，而冷源侧将面临整体负荷较小，运行1+1台制冷机仍易进入喘震区的问题。

在项目负荷低的初期，可以利用蓄冷罐来解决低负荷的问题，在控制和安全考虑周全后，有比较好的效果。从控制逻辑上，从1+1的主机备份关系，变为制冷机与蓄冷罐的备用关系。即当蓄冷罐蓄冷量充足时，由蓄冷罐承担负荷，至蓄冷罐剩余储能接近当前较小IT负荷所需的15或30分钟紧急供应量时，将之视为系统负荷的一部分，另制冷机组支持IT负荷的同时为它冲冷，此时制冷机组能也工作在较高出力状态。

更严重的情况，若当前IT负荷低至一台制冷主机的20%，即便采用上述方法主机仍可能进入喘震区。此时只能放弃备份关系，轮换使用主冷主机和蓄冷罐进行制冷。即当蓄冷罐蓄冷量充足时，完全依靠蓄冷罐放冷支持IT负荷，而当蓄冷罐剩余储能接近当前较小IT负荷所需的15或30分钟紧急供应量时，启用制冷主机。此时较小的IT负荷与需要充冷的蓄冷罐的整体需求，将适合由一台制冷主机运行在较高出力下进行制冷，其能效亦较高。以此逻辑进行交替，可渡过这一时期。

在上述过程中，蓄冷罐的放冷与充冷速度需要进行一定的控制，这需根据系统结构为二次泵或一次泵的不同，来考虑具体使用水泵流量差或是阀门进行控制。

四、制冷机组出水温度控制

IT负荷所能接受的温湿度范围，是一个较宽的范围，用户将根据所采用的IT设备，以及ASHRAE TC9.9的指引，对风侧设备的出风温度进行设计。而风侧的工况和水盘管的换热能力，将划定冷冻水的温度范围。在这一范围下，较高的冷冻水供水将帮助制冷主机提高其能效。如设计冷冻水供水12度，则有机会提升至13度。但其过程，不仅仅是对制冷机组控制屏下达出水温度设定值这么简单，因供水温度的变化，亦将影响自然冷却模式，以不同的目标进行工作和室外条件判断，牵涉多个逻辑模块。需要系统级的节能策略进行部署，因其复杂性，对运维人员的工作能力和判断能力都有更高的要求。

五、二次泵转速控制

二次泵的控制目标是维持系统不利点压差值，但不利点的位置具体应设于何处，且设定值大小多少为宜，都影响着系统的表现和节能性。动态平衡阀的应用能够一定程度上减轻不利点位置选择的难度，但我们依然很难保证IT机房不存在热点，也很难保证操作人员不会用调高压差设定值的方法来简单的解决问题。为解决这样的问题，利用所有末端（精密空调或空气处理机）的阀门开度，对系统压差设定值进行动态修正，是一项值得尝试的策略。当然，其前提是控制系统可以获得所有末端的开度信息。实施这项方法后，当机房存在热点时（即有部分空调末端的阀门已100%打开，却仍不能满足局部IT负荷），控制逻辑将小幅提高系统压差设定值。而当大部分阀门开度较低时（即多数通道负荷不高），控制逻辑可以小幅降低系统压差设定值，进而减少水泵功耗。

六、风系统相关节能控制

采用IT设备的入口温/湿度，而非回风温/湿度，作为控制精密空调或空气处理机的依据。在冷热通道未做隔离的IT机房，经服务器风扇排出的热风不一定能够全部成为回风，而有一部分与送风发生混合。因此，回风温度与送风温度的差ΔT有所减小，而非我们所设计，此时若用以控制精密空调（或空气处理机），将致使错误的估计需求负荷。此外，相互临近的精密空调单元之间，双方的回风有机会混合在一起，即双方的温湿度控制对这个区域同时存在影响。当其中一台单元提供更多的冷量时，可能迫使另一台逐渐减小输出，此消彼涨，最终导致不平衡的状态。在IT设施的入口前安装温湿度传感器，并用以控制冷源末端，可避免上述情况出现，令制冷系统的效率显著改善。

七、水侧自然冷却

间接自然冷却形式下，将热交换器与水冷制冷机组串联的设计，逐渐被广泛采纳。在这种系统结构下，系统的制冷模式可分为电制冷、部分自然冷却，以及完全自然冷却。切换不同模式的原则是在不影响主机安全运行的情况下，尽量利用室外资源。

IT机房的环境温度设计，将决定冷源系统的供水温度设计，再根据热交换器和冷却塔的换热效率，便可推算进入完全自然冷却的室外条件。例如，冷冻水12度供水，计入热交换器的2度温差和冷却塔的4度换热，则室外湿球温度需低于6度方可选择完全自然冷却模式。在室外环境能够达到完全自然冷却之前，当热交换器可以提供低于冷源系统回水温度（例如18度）时，即可运行部分自然冷却模式。位于冷水机组上游的热交换器将承担一部分负荷。室外环境是否能支持这一条件，也同样是通过对室外环境的监测来判断的。

因此，控制系统应设置室外温湿度传感器，并计算出室外湿球温度，用以控制在不同模式间的切换。值得注意的是：1）在部分自然冷却模式下，应避免热交换器置换出的冷冻水温迫近系统供水温度，即避免热交换器承担过多的制冷输出，而使冷水主机温差过小，进入喘震区；2）在部分自然冷却模式下，进入冷水主机冷凝器的冷却水温过低时，应调整其流量，保证机组能够维持正常工作；3）在部分自然冷却和完全自然冷却的临界处，控制逻辑应考虑室外气候变化的规律，使系统不会频繁进入再退出完全自然冷却模式，而避免主机频繁启停对其自身造成的伤害。

在三个不同的模式下，冷却塔的风扇转速服务于不同的参考点，这需要系统级的控制策略进行协调。在完全自然冷却时其最终目标是稳定的、符合设计的冷冻水供水温度；在部分自然冷却时，是安全的、避免制冷主机负荷过低的板换冷冻水出水温度；而在电制冷模式下，是当前室外湿球条件下尽可能低的冷却水温度（依据典型的设备规格计算，尽力使用冷却塔风扇所消耗的能源，较之所降低的冷却水为冷水主机带来的节能量，后者更多。当然亦可通过平台级的节能策略根据历史数据分析后再进行优化）。