CN101334677A - 一种机架设备温度控制系统及温度控制方法 - Google Patents

一种机架设备温度控制系统及温度控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种机架设备温度控制系统及温度控制方法，其系统包括分设在所述机架设备内的多个风扇，及多个温控单元，所述温控单元一一对应地设置在所述风扇附近，用于检测风扇周围温度并根据温度变化控制该对应风扇的转速。本发明的系统和方法由于加入了区域温度控制功能，有效地避免了单一温度检测可能导致的局部过热问题，使温度控制系统具有了既可以统一调整又可以区域自主调整的能力，可以进一步节约能源、减少噪声、延长风扇的使用寿命。

Description

一种机架设备温度控制系统及温度控制方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域的一种控制系统和方法，尤其涉及通信领域中一种机架设备温度控制系统及机架设备内温度控制方法，该系统和方法可以根据机架设备中区域温度情况进行区域温度调整，从而达到机架内整体温度均衡。
背景技术
通信系统中的机架设备是包括功能单板和模块等功能设备集成存放、保护和运行的支撑设备，需要严格考虑温度、湿度控制及电磁防护等多方面的要求，因此需要设计成一个相对封闭的结构。而功能设备在机架内部运行要释放大量的热能，为了防止温度过高对功能设备造成不良影响，机架环境的温度控制是首要的关键因素。
为了降低功能设备发热引起机架内的温度上升，通常在机架中适当位置安装了多个风扇，风扇旋转向外抽取，带走设备产生的热空气，形成从进气口经过设备到风扇输出的空气流动。可以通过控制风扇的转速来改变机架环境温度，风扇转速越高，空气流动越大，热空气排除速度快，机架环境温度越低。
传统机架的温度控制，一部分是采用风扇不可控的恒转速，这就需要按照机架最大发热来推算采用的风扇转速，设备运行中风扇一直处于恒定的转速，机架环境整体温度不定，且能源损耗多，噪声大。还有一部分采用根据温度检测来控制、调整风扇转速，这类设备一般是在机架中包含专门的温度检测单元(单板或模块)，这个单元在机架中和其他功能单板处于同一相对封闭环境中，用这个单元检查到的温度作为机架环境温度，反馈给风扇控制单元，调整风扇转速改变机架环境温度。这种方法具有节能和降噪的功效，但依然存在一些不足，首先，温度检测单元只能处于机架环境中的某一个位置，它不能全面的检测机架中各个区域的温度，对于距离温度检测单元较远处的区域及空气流动不畅区域的温度比较迟缓，可能发生检查点处温度符合要求而局部区域热量积累过热的情况；另外，机架中多个风扇运行，但只有一个局部温度检测单元，所有的风扇只能根据检测点的情况统一调速，不能按照区域调速，使得机架环境的温度不均衡；而且，如果局部过热集中在检查单元附近，检测单元会控制整个机架风扇统一加速，对于无需加速的区域造成能源的浪费和风扇的消耗。
由此可见，现有的多风扇机架温度控制系统存在以上不足，在保障多风扇整体转速可控的基础上，应该考虑改善局部过热及节能减噪的新方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种机架设备温度控制系统及对机架内温度控制方法，可以克服机架设备区域内温度不均衡，局部过热的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种机架设备温度控制系统，包括分设在所述机架设备内的多个风扇，还包括分设在机架内的多个温控单元，所述温控单元用于检测温度，并根据温度变化控制至少一所述风扇的转速。
所述的温度控制系统，其中：所述温控单元一一对应地设置在所述风扇附近，所述温控单元根据该对应风扇所在区域的温度变化控制该对应风扇的转速。
所述的温度控制系统，其中：所述温控单元包括自适应调整电路，以及风扇控速单元；所述自适应调整电路用于感应温度，产生温度变化电信号，并对所述温度变化电信号进行放大和整形，输出驱动信号；所述风扇控速单元用于根据驱动信号控制所述风扇的转速。
所述的温度控制系统，其中：所述自适应调整电路包括一温度敏感元件，所述温度敏感元件设置在靠近所述风扇的出风口处，用于将温度变化转化为电信号变化。
所述的温度控制装置，还包括设置在所述机架设备内的一温度检测单元，与所述温度检测单元连接的一风扇管理单元，所述风扇管理单元用于根据所述温度检测单元检测到的温度产生风扇控制信号；还包括多个选择开关，每个所述选择开关分别与一所述温控单元中的自适应调整电路及所述风扇管理单元中的统一控制电路相连；所述风扇管理单元还用于控制所述选择开关的切换，使所述风扇控速单元与所述自适应调整电路相连或与所述统一控制电路连接。
一种机架设备内温度控制方法，包括以下步骤：
A、通过分设在机架内的多个温控单元检测机架设备内各局部区域温度；
B、根据各局部区域温度变化，分别控制改变各局部区域空气流通速度。
所述的温度控制方法，其中：所述步骤B中通过改变设置在各局部区域的风扇转速来改变局部区域空气流通速度。
所述的温度控制方法，其中：在所述步骤A之前包括如下步骤：
A01、选择机架设备内温度控制方式，若为单一温度控制方式转入步骤A02，若为多元温度控制方式转入步骤A；
A02、检测机架设备内整体温度；
A03、根据机架内整体温度变化，统一控制设置在各局部区域的风扇的转速。
本发明的有益效果为：由于在机架设备内设置了由多个温控单元检测温度及控制温控单元所在区域风扇的转速，有效地避免了单一温度检测可能导致的局部过热问题，使机架设备内温度均衡，有效地达到节约能源、减少噪声、延长风扇使用寿命的功效。
附图说明
图1为本发明实施方式1的原理示意图；
图2为本发明风扇温度自适应控速流程图；
图3为本发明实施方式2的原理示意图。
具体实施方式
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明：
为了解决机架设备内局部过热、温度不均衡问题，本发明的温度控制系统包括分散设置在机架各处的多个风扇，以及多个温控单元，一温控单元对应设置在一风扇附近，形成一一对应关系。温控单元用于检测该风扇所在区域的温度，并根据该区域温度情况控制和调整对应风扇的转速来达到这个机架环境温度均衡。当检测到该风扇周围区域的温度高时，控制该风扇的转速提高，加速了机架内部空气对流，使该区域的温度降低，反之，当检测到该风扇周围的温度降下来，温度较低时，控制该风扇的转速下降，有利于节省能源和减小风扇的消耗。这样机架设备中每个风扇可以作为独立的单元根据自身区域内温度的变化调整转速，实现温度自适应控制，达到了对不同温度区域的差异化补偿，解决了现有技术机架设备中局部过热的问题；同时，各风扇又在整体上协同工作，互相配合，局部过热区域的温度会向周边扩散，设置在周边的风扇附近的温控单元同样可以检测到其所属范围内温度变化，通过改变周边风扇转速来减轻过热区域内风扇的加速压力，多个风扇互相作用加速了机架内部空气对流，使整个机架环境达到均衡的温度。
每个温控单元对风扇转速的控制原理如图1所示。每个温控单元包括自适应调整电路和风扇控速单元两部分，自适应调整电路包括一温度敏感敏元件，各自适应调整电路的温度敏感元件均设置在靠近风扇的出风口处，用于感应对应风扇周围的温度，并受区域温度影响自动改变自身的数值，从而影响自适应调整电路中电信号变化，自适应调整电路将温度变化信号进行放大和整形，输出驱动信号，风扇控速单元根据驱动信号控制对应风扇的转速。温度敏感元件可以使用热敏电阻或者热电偶等，控制信号可以使用电流控制也可以使用电压控制。例如，当某一风扇附近抽取的空气温度上升，位于检测区域内的热敏电阻阻值升高(正向变化的热敏电阻)或者阻值降低(负向变化的热敏电阻)，导致自适应调整电路中控制电压和电流发生变化，产生温度变化信号，通过放大，整形等处理，得到增加的驱动信号，于是在驱动信号的作用下，风扇控速单元控制区域内对应风扇的转速，提高该风扇的转速，增加排热能力；相反当抽取的空气温度下降时，降低风扇转速。局部的温度越高，该区域内自适应调整电路产生的温度变化信号越大，驱动信号越强，风扇转速越高；而当检测到的局部温度减低，驱动信号减弱，风扇转速下降，有利于节约能源，减少噪音，延长风扇的使用寿命。风扇自适应控速流程如图2所示。
本发明机架设备温度控制系统的另一种实施方式见图3，可以在传统的机架设备温度控制系统的基础上实现。本实施方式包括传统的温度控制系统部分：分设在机架内各处的多个风扇，一专门的温度检测单元，一风扇管理单元，该温度检测单元检测到的温度作为机架环境温度，反馈给风扇控制单元，风扇管理单元根据温度检测单元检测到的温度产生统一控制各风扇转速的风扇控制信号。还包括与各风扇一一对应设置的多个所述温控单元，以及多个选择开关，每个选择开关均与风扇管理单元连接，并且一选择开关与一温控单元中的自适应调整电路以及风扇管理单元中的统一控制电路相连。风扇管理单元控制选择开关的切换，使风扇控速单元或者与自适应调整电路相连，或者与风扇管理单元中的统一控制电路连接。当各选择开关均掷向风扇管理单元时，各风扇控速单元均与风扇管理单元连接，相当于传统的温度控制方式，风扇管理单元产生的风扇控制信号统一控制各风扇转速，各风扇转速相同；当风扇管理单元控制各选择开关均掷向自适应调整电路时，风扇控速单元与对应的自适应调整电路相连，相当于切换到自适应状态，实现温度区域自适应控制。在系统成本没有明显提高的前提下实现系统性能的大幅提升和控制方式的多样化，具有良好的应用前景和使用价值。该实施方式的优点是可以根据需要选择和切换机架设备内温度的控制方式，具有灵活性。
采用本发明的机架设备温度控制系统可以实现对机架设备内温度控制方法，该方法首先选择机架设备内温度控制方式，一种就是单一温度控制方式，即传统的根据检测单元对机架内整体温度的检测结果，由管理单元依照温度控制需求统一调整风扇转速；另一种就是下放各区域内风扇的控制权，由各风扇对应的温度敏感元件检测局部区域的温度，根据各局部区域温度变化，分别通过改变设置在各局部区域的风扇的转速来改变各局部区域空气流通速度。该方法既可以有效地避免机架内局部过热问题，使机架设备内温度均衡，又可以根据需求灵活设置温度控制方式。
本发明的系统和方法由于加入了区域温度控制功能，有效地避免了单一温度检测可能导致的局部过热问题，使温度控制系统具有了既可以统一调整又可以区域自主调整的能力，可以进一步节约能源、减少噪声、延长风扇的使用寿命。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1、一种机架设备温度控制系统，包括分设在所述机架设备内的多个风扇，其特征在于：还包括分设在机架内的多个温控单元，所述温控单元用于检测温度，并根据温度变化控制至少一所述风扇的转速。
2、根据权利要求1所述的温度控制系统，其特征在于：所述温控单元一一对应地设置在所述风扇附近，所述温控单元根据该对应风扇所在区域的温度变化控制该对应风扇的转速。
3、根据权利要求2所述的温度控制系统，其特征在于：所述温控单元包括自适应调整电路，以及风扇控速单元；所述自适应调整电路用于感应温度，产生温度变化电信号，并对所述温度变化电信号进行放大和整形，输出驱动信号；所述风扇控速单元用于根据驱动信号控制所述风扇的转速。
4、根据权利要求3所述的温度控制系统，其特征在于：所述自适应调整电路包括一温度敏感元件，所述温度敏感元件设置在靠近所述风扇的出风口处。
5、根据权利要求3或4所述的温度控制装置，其特征在于：还包括设置在所述机架设备内的一温度检测单元，与所述温度检测单元连接的一风扇管理单元，所述风扇管理单元用于根据所述温度检测单元检测到的温度产生风扇控制信号；还包括多个选择开关，每个所述选择开关分别与一所述温控单元中的自适应调整电路及所述风扇管理单元中的统一控制电路相连；所述风扇管理单元还用于控制所述选择开关的切换，使所述风扇控速单元与所述自适应调整电路相连或与所述统一控制电路连接。
6、一种机架设备内温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、通过分设在机架内的多个温控单元检测机架设备内各局部区域温度；
B、根据各局部区域温度变化，分别控制改变各局部区域空气流通速度。
7、根据权利要求6所述的温度控制方法，其特征在于：所述步骤B中通过改变设置在各局部区域的风扇转速来改变局部区域空气流通速度。
8、根据权利要求7所述的温度控制方法，其特征在于：在所述步骤A之前包括如下步骤：
A01、选择机架设备内温度控制方式，若为单一温度控制方式转入步骤A02，若为多元温度控制方式转入步骤A；
A02、检测机架设备内整体温度；
A03、根据机架内整体温度变化，统一控制设置在各局部区域的风扇的转速。
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