CN115013956B - 空调的风摆角度控制方法、装置和存储介质 - Google Patents

空调的风摆角度控制方法、装置和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了空调的风摆角度控制方法、装置和存储介质，该方法包括如下步骤：在空调的风摆摆动范围内设置N个风摆停留角度，每一风摆停留角度对应待散热物的一个待散热区域；采集每一待散热区域的实时温度及到空调出风口的有效距离；依据任一待散热区域的实时温度及到空调出风口的有效距离，对风摆在对应的风摆停留角度所需要的风摆停留时间依次进行位置停留时间补偿和温度停留时间补偿；本发明依据待散热区域的实时温度及到空调出风口的有效距离，对风摆在对应的风摆停留角度所需要的风摆停留时间依次进行位置停留时间补偿和温度停留时间补偿，以使出风风向能够根据负荷变化而自调节，对负荷在空间上存在的发热量不平衡起到有效调节作用。

Description

空调的风摆角度控制方法、装置和存储介质
技术领域
本发明涉及机柜散热技术领域，尤其涉及空调的风摆角度控制方法、装置和存储介质。
背景技术
目前机柜和机房类的空调较少用到风摆，即使用到风摆，其风摆也仅是固定设置，无法对风摆角度进行实时调节的，其风摆仅起固定角度导风的作用。而家用空调会用到可调节式的风摆，即可固定在某个角度导风，也可匀速转动，起到向不同角度导风的作用。上述两种方案对负荷确定或负荷不变的场所具有较好的适用性，但对于负荷不确定或负荷变化的使用场合，上述两个方案均无法起到风摆应有的调节作用。在负荷不确定或负荷变化的使用场合下，由于空间上负荷分布不均，且空调送风无法覆盖到所有负荷，上述两种方案无法确保空间上负荷温度分布的均匀性，容易导致负荷局部过热而引发意外事故。
实际上，固定风摆的方案只可解决负荷固定的应用场所，即根据具体的负荷大小情况，提前手动将风摆固定在负荷大的角度，而在负荷不确定的应用场合下，由于风摆被固定，风摆无法提前调节风摆方向，在负荷发生变化后，风摆无法自动调节到合适角度，以有针对性地对负荷大的目标进行散热；
另外，现有的可调节式风摆方案，其风摆只可匀速摆动，无法起到对负荷在空间上存在的不平衡性起到调节作用，即现有的可调节式风摆方案无法有针对性地根据负荷不平衡情况使风摆停留在特定角度，以进行有针对性的散热。
发明内容
本发明的目的是提供空调的风摆角度控制方法、装置和存储介质，其依据待散热区域的实时温度及到空调出风口的有效距离，对风摆在对应的风摆停留角度所需要的风摆停留时间依次进行位置停留时间补偿和温度停留时间补偿，以使空调的出风风向能够根据负荷变化而自适应调节，从而对负荷在空间上存在的发热量不平衡起到有效调节作用。
为了实现上述目的，本发明公开了一种空调的风摆角度控制方法，其包括如下步骤：
S1、在空调的风摆摆动范围内设置N个风摆停留角度，每一风摆停留角度对应待散热物的一个待散热区域；
S2、采集每一待散热区域的实时温度及到空调出风口的有效距离；
S3、依据任一待散热区域的实时温度及到空调出风口的有效距离，对风摆在对应的风摆停留角度所需要的风摆停留时间依次进行位置停留时间补偿和温度停留时间补偿。
与现有技术相比，本发明依据待散热区域的实时温度及到空调出风口的有效距离，对风摆在对应的风摆停留角度所需要的风摆停留时间依次进行位置停留时间补偿和温度停留时间补偿，以使空调的出风风向能够根据负荷变化而自适应调节，从而对负荷在空间上存在的发热量不平衡起到有效调节作用。
较佳地，所述步骤S1之前还包括：
S101、提供N个呈间隔设置的温度传感器，每一温度传感器对应一个待散热区域，所述温度传感器用于采集对应待散热区域的实时温度。
较佳地，风摆在第i个风摆停留角度所需要的位置停留时间补偿为预设位置停留时间ai，其中，i＝1,2,……,N，且待散热区域到空调出风口的有效距离越大，对应的风摆停留角度的位置停留时间越大。
较佳地，设空调的风摆摆动一个周期为一个检测周期，空调的风摆摆动了n个周期，所述步骤S3中，对风摆在对应的风摆停留角度所需要的风摆停留时间进行温度停留时间补偿具体包括：
S301、计算所有待散热区域在第k个检测周期的平均温度，及在第k个检测周期的当前待散热区域的实时温度与所有待散热区域的平均温度的温度差值△Tk，其中，k＝1,2,……,n；
S302、依据公式计算n个周期内的风摆在对应的风摆停留角度所需要的风摆停留时间进行温度停留时间，其中，b为温度补偿系数。
具体地，所述步骤S302进一步包括：
S3021、若所有待散热区域在第k个检测周期的平均温度△Tk小于或等于预设控制偏差值△Tmin，则将第k个检测周期的温度停留时间赋值为零。
较佳地，在第k个检测周期中，若当前待散热区域的实时温度与所有待散热区域的平均温度的温度差值△Tk大于或等于预设允许最大偏差值△Tmax，且当前待散热区域的实时温度与所有待散热区域的平均温度的温度差值△Tk大于或等于预设允许最大偏差值△Tmax的持续时间超过ζt时，则将风摆在对应的风摆停留角度所需要的温度停留时间更新为c×b×△Tk，其中，c为时间补偿系数。
较佳地，风摆在任意风摆停留角度所需要的风摆停留时间介于风摆最小停留时间tmin至风摆最大停留时间tmax之间，若任意风摆停留角度所需要的风摆停留时间小于或等于风摆最小停留时间tmin，则将风摆在当前风摆停留角度所需要的风摆停留时间赋值为风摆最小停留时间tmin；
若任意风摆停留角度所需要的风摆停留时间大于或等于风摆最大停留时间tmax，则将风摆在当前风摆停留角度所需要的风摆停留时间设置为风摆最大停留时间tmax。
较佳地，风摆在每一风摆停留角度具有相同的初始停留时间t0。
相应地，本发明还公开了一种空调的风摆角度控制装置，其包括：
设置单元，被配置为在空调的风摆摆动范围内设置N个风摆停留角度，每一风摆停留角度对应待散热物的一个待散热区域；
采集单元，被配置为采集每一待散热区域的实时温度及到空调出风口的有效距离；
补偿单元，被配置为依据任一待散热区域的实时温度和有效距离，对风摆在对应的风摆停留角度所需要的风摆停留时间依次进行位置停留时间补偿和温度停留时间补偿。
相应地，本发明还公开了一种存储介质，用于存储计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上所述的空调的风摆角度控制方法。
附图说明
图1是本发明的空调的风摆角度控制方法的流程框图；
图2是本发明的空调的风摆角度控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图1所示，本实施例的空调的风摆角度控制方法，适用于机柜和/或机房等负荷不确定的应用场合，当然，还可以用于其他负荷不确定，且需要散热以保证空间负荷平衡的场合。该空调的风摆角度控制方法包括如下步骤：
S1、在空调的风摆摆动范围内设置N个风摆停留角度，每一风摆停留角度对应待散热物的一个待散热区域。
可以理解的是，本实施例的待散热物为机柜，机柜内部布置了不同的设备，不同的设备运行时发热程度不同，导致机柜各部位的温度存在差异，且设备在运行过程中，运行功率往往会动态变化，导致机柜的负荷不确定，即导致待散热物的不同部位的温度发生动态变化。这里的设备主要为服务器。
而对风摆设置N个风摆停留角度，是为了使风摆能够分别在N个特定角度停留，以分别延长对N个特定角度对应的待散热区域吹风时间，从而达到对上述N个特定角度对应的待散热区域有针对性的补偿散热。
S2、采集每一待散热区域的实时温度及到空调出风口的有效距离。
S3、依据任一待散热区域的实时温度及到空调出风口的有效距离，对风摆在对应的风摆停留角度所需要的风摆停留时间依次进行位置停留时间补偿和温度停留时间补偿。
较佳地，所述步骤S1之前还包括：
S101、提供N个呈间隔设置的温度传感器，每一温度传感器对应一个待散热区域，所述温度传感器用于采集对应待散热区域的实时温度。
可以理解的是，N个温度传感器沿风摆摆动路径等间隔设置，设风摆摆动角度为0°至180°，此时，N个温度传感器将风摆摆动角度均匀分成180°/(N+1)份，此时，第一个温度传感器对应的风摆停留角度为1*180°/(N+1)，第二个温度传感器对应的风摆停留角度为2*180°/(N+1)，依次类推，第N-1个温度传感器对应的风摆停留角度为(N-1)*180°/(N+1)，第N个温度传感器对应的风摆停留角度为N*180°/(N+1)。
当然，N个温度传感器沿风摆摆动路径的间隔可以不同，此时，可以先人为地预先设定不同温度传感器对应的风摆停留角度。
较佳地，风摆在第i个风摆停留角度所需要的位置停留时间补偿为预设位置停留时间ai，其中，i＝1,2,……,N，且待散热区域到空调出风口的有效距离越大，对应的风摆停留角度的位置停留时间越大。也就是说，第i个风摆停留角度对应的温度点离空调出风口越远，该风摆停留角度对应的待散热区域获得的位置停留时间补偿就越多，从而确保远离空调出风口的待散热区域能够获得较大的风摆停留时间补偿。
较佳地，设空调的风摆摆动一个周期为一个检测周期，空调的风摆摆动了n个周期，所述步骤S3中，对风摆在对应的风摆停留角度所需要的风摆停留时间进行温度停留时间补偿具体包括：
S301、计算所有待散热区域在第k个检测周期的平均温度，及在第k个检测周期的当前待散热区域的实时温度与所有待散热区域的平均温度的温度差值△Tk，其中，k＝1,2,……,n；
S302、依据公式计算n个周期内的风摆在对应的风摆停留角度所需要的风摆停留时间进行温度停留时间，其中，b为温度补偿系数。
具体地，所述步骤S302进一步包括：
S3021、若所有待散热区域在第k个检测周期的平均温度△Tk小于或等于预设控制偏差值△Tmin，则将第k个检测周期的温度停留时间赋值为零。
较佳地，在第k个检测周期中，若当前待散热区域的实时温度与所有待散热区域的平均温度的温度差值△Tk大于或等于预设允许最大偏差值△Tmax，且当前待散热区域的实时温度与所有待散热区域的平均温度的温度差值△Tk大于或等于预设允许最大偏差值△Tmax的持续时间超过ζt时，则将风摆在对应的风摆停留角度所需要的温度停留时间更新为c×b×△Tk，其中，c为时间补偿系数。可以理解的是，这里的ζt可以作为超时停留时间补偿的触发条件之一。
较佳地，风摆在任意风摆停留角度所需要的风摆停留时间介于风摆最小停留时间tmin至风摆最大停留时间tmax之间，若任意风摆停留角度所需要的风摆停留时间小于或等于风摆最小停留时间tmin，则将风摆在当前风摆停留角度所需要的风摆停留时间赋值为风摆最小停留时间tmin；
若任意风摆停留角度所需要的风摆停留时间大于或等于风摆最大停留时间tmax，则将风摆在当前风摆停留角度所需要的风摆停留时间设置为风摆最大停留时间tmax。
可以理解的是，上述设定的目的是将风摆停留时间限定在区间[tmin,tmax]内。
较佳地，风摆在每一风摆停留角度具有相同的初始停留时间t0。该设置的目的在于确保每个风摆停留角度均具有相同的预设停留时间，避免在极端情况下，当位置停留时间补偿、温度停留时间补偿均为零时，还能够在风摆停留角度停留该初始停留时间t0，以确保对该风摆停留角度对应的待散热区域进行基础散热。
综合上述步骤，可以通过公式计算第i个风摆停留角度所需要的风摆停留时间，其展开后的表达式为(t0+ai+b×△T1+b×△T2+…+b×△Tk+…+b×△Tn-1+b×△Tn)。
在第k个检测周期中，若当前待散热区域的实时温度与所有待散热区域的平均温度的温度差值△Tk大于或等于预设允许最大偏差值△Tmax，且当前待散热区域的实时温度与所有待散热区域的平均温度的温度差值△Tk大于或等于预设允许最大偏差值△Tmax的持续时间超过ζt时，其展开后的表达式为(t0+ai+b×△T1+b×△T2+…+b×△Tk+…+b×△Tn-1+c×b×△Tn)。即此时该待散热区域获得了位置停留时间补偿、温度停留时间补偿和超时停留时间补偿。
以下针对机柜内的侧送风空调对上述空调的风摆角度控制方法进行说明，由于机柜内的侧送风空调的送风口无法覆盖到所有服务器，即远端的服务器会存在温度过高，近端的服务器温度过低的问题。
为解决该问题，可在机柜内部布置6个温度传感器，依次标记为T1至T6，温度传感器T1至T6对应的风摆角度依次为26°、51°、77°、103°、129°、154°。上述温度传感器相对空调为外置式设置，具体地，本实施例的温度传感器设置在机柜内部。
设置风摆在每个风摆停留角度的初始停留时间t0为2s，根据温度传感器T1至T6位置的不同，进行预设位置停留时间a的位置停留时间补偿，每一风摆停留角度的预设位置停留时间a的取值可根据经验人为进行设定，如本实施例对温度传感器T1至T6的预设位置停留时间a分别设置为2s、1s、0s、-1s、-1s、-1s，则风摆停留角度在加上位置停留时间补偿后风摆在每个风摆停留角度的停留时间依次为4s、3s、2s、1s、1s、1s；
设定每间隔1min进行1次温度补偿，例如第一次温度补偿时，各个待散热区域的实时温度分别为29℃、28.5℃、27.2℃、25℃、25.5℃、25℃，则第一次温度补偿时的所有待散热区域的平均温度为26.7℃；
设定预设控制偏差值△Tmin为0.5℃，其中温度传感器T3对应的待散热区域的实时温度与所有待散热区域的平均温度的温度差值△Tk为0.5℃，即其差值△Tk等于预设控制偏差值△Tmin，故第一次温度补偿时无需对温度传感器T3对应的风摆停留角度进行温度停留时间补偿。
设定温度补偿系数b为0.5，此时温度传感器T1至T6的温度停留时间补偿为1.2s、0.9s、0、-0.9s、-0.6s、-0.9s，加上温度补偿后风摆在每个风摆停留角度的停留时间依次为5.2s、3.9s、2、0.2s、0.4s、0.2s，
设定风摆最小停留时间tmin为1s，风摆最大停留时间tmax为10s，则风摆在每一风摆停留角度的停留时间的取值范围为[1s，10s]，则此时风摆在每个风摆停留角度停留的时间依次为5.2s、3.9s、2、1s、1s、1s。后续每间隔1min重新进行一次温度补偿计算，补偿值累加。
设定时间补偿系数c为1.1，ζt为10min，预设允许最大偏差值△Tmax为2℃，例如，假设此时各个待散热区域的实时温度分别为29.2℃、28.1℃、27.2℃、25.2℃、25.5℃、25.6℃，此时所有待散热区域的平均温度为26.8℃；温度传感器T1至T6对应的待散热区域的实时温度与所有待散热区域的平均温度的温度差值△Tk分别为2.4℃、1.3℃、0.4℃、-1.6℃、-1.3℃、-1.2℃。
此时，由于温度传感器T1对应的待散热区域的实时温度与所有待散热区域的平均温度的温度差值△Tk大于预设允许最大偏差值△Tmax，故需要对温度传感器T1对应的待散热区域进行超时停留时间补偿；而由于温度传感器T3对应的待散热区域的实时温度与所有待散热区域的平均温度的温度差值△Tk小于预设控制偏差值△Tmin，故无需对温度传感器T3对应的待散热区域进行超时停留时间补偿。
假设上一时刻风摆在每个风摆停留角度的停留时间分别为9.5s、5.9s、4.1s、2s、1.5s、1s，加上超时停留补偿后风摆在每个风摆停留角度的停留时间分别为10.8s、6.6s、4.1s、1.2s、0.9s、0.4s，由于设定的风摆停留时间范围为[1，10]，则当前风摆在每个角度的停留时间变更为10s、6.6s、4.1s、1.2s、1s、1s。
请参阅图2所述，相应地，本发明还公开了一种空调的风摆角度控制装置，该装置包括：
设置单元10，被配置为在空调的风摆摆动范围内设置N个风摆停留角度，每一风摆停留角度对应待散热物的一个待散热区域；
采集单元20，被配置为采集每一待散热区域的实时温度及到空调出风口的有效距离；
补偿单元30，被配置为依据任一待散热区域的实时温度和有效距离，对风摆在对应的风摆停留角度所需要的风摆停留时间依次进行位置停留时间补偿和温度停留时间补偿。
相应地，本发明还公开了一种存储介质，用于存储计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上所述的空调的风摆角度控制方法。
结合图1和图2，本发明依据待散热区域的实时温度及到空调出风口的有效距离，对风摆在对应的风摆停留角度所需要的风摆停留时间依次进行位置停留时间补偿和温度停留时间补偿，以使空调的出风风向能够根据负荷变化而自适应调节，从而对负荷在空间上存在的发热量不平衡起到有效调节作用。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种空调的风摆角度控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
在空调的风摆摆动范围内设置N个风摆停留角度，每一风摆停留角度对应待散热物的一个待散热区域；
采集每一待散热区域的实时温度及到空调出风口的有效距离；
依据任一待散热区域的实时温度及到空调出风口的有效距离，对风摆在对应的风摆停留角度所需要的风摆停留时间依次进行位置停留时间补偿和温度停留时间补偿；
其中，设空调的风摆摆动一个周期为一个检测周期，空调的风摆摆动了n个周期，所述依据任一待散热区域的实时温度及到空调出风口的有效距离，对风摆在对应的风摆停留角度所需要的风摆停留时间依次进行位置停留时间补偿和温度停留时间补偿中，对风摆在对应的风摆停留角度所需要的风摆停留时间进行温度停留时间补偿具体包括：
计算所有待散热区域在第k个检测周期的平均温度，及在第k个检测周期的当前待散热区域的实时温度与所有待散热区域的平均温度的温度差值△Tk，其中，k＝1,2,……,n；
依据公式计算n个周期内的风摆在对应的风摆停留角度所需要的风摆停留时间进行温度停留时间，其中，b为温度补偿系数。
2.如权利要求1所述的空调的风摆角度控制方法，其特征在于，在所述空调的风摆摆动角度内设置N个风摆停留角度，每一风摆停留角度对应待散热物的一个待散热区域，之前还包括：
提供N个呈间隔设置的温度传感器，每一温度传感器对应一个待散热区域，所述温度传感器用于采集对应待散热区域的实时温度。
3.如权利要求1所述的空调的风摆角度控制方法，其特征在于，风摆在第i个风摆停留角度所需要的位置停留时间补偿为预设位置停留时间ai，其中，i＝1,2,……,N，且待散热区域到空调出风口的有效距离越大，对应的风摆停留角度的位置停留时间越大。
4.如权利要求1所述的空调的风摆角度控制方法，其特征在于，所述依据公式计算n个周期内的对风摆在对应的风摆停留角度所需要的风摆停留时间进行温度停留时间，进一步包括：
若所有待散热区域在第k个检测周期的平均温度△Tk小于或等于预设控制偏差值△Tmin，则将第k个检测周期的温度停留时间赋值为零。
5.如权利要求1所述的空调的风摆角度控制方法，其特征在于，在第k个检测周期中，若当前待散热区域的实时温度与所有待散热区域的平均温度的温度差值△Tk大于或等于预设允许最大偏差值△Tmax，且当前待散热区域的实时温度与所有待散热区域的平均温度的温度差值△Tk大于或等于预设允许最大偏差值△Tmax的持续时间超过ζt时，则将风摆在对应的风摆停留角度所需要的温度停留时间更新为c×b×△Tk，其中，c为时间补偿系数。
6.如权利要求1所述的空调的风摆角度控制方法，其特征在于，风摆在任意风摆停留角度所需要的风摆停留时间介于风摆最小停留时间tmin至风摆最大停留时间tmax之间，若任意风摆停留角度所需要的风摆停留时间小于或等于风摆最小停留时间tmin，则将风摆在当前风摆停留角度所需要的风摆停留时间赋值为风摆最小停留时间tmin；
若任意风摆停留角度所需要的风摆停留时间大于或等于风摆最大停留时间tmax，则将风摆在当前风摆停留角度所需要的风摆停留时间设置为风摆最大停留时间tmax。
7.如权利要求1所述的空调的风摆角度控制方法，其特征在于，风摆在每一风摆停留角度具有相同的初始停留时间t0。
8.一种空调的风摆角度控制装置，其特征在于，包括：
设置单元，被配置为在空调的风摆摆动范围内设置N个风摆停留角度，每一风摆停留角度对应待散热物的一个待散热区域；
采集单元，被配置为采集每一待散热区域的实时温度及到空调出风口的有效距离；
补偿单元，被配置为依据任一待散热区域的实时温度和有效距离，对风摆在对应的风摆停留角度所需要的风摆停留时间依次进行位置停留时间补偿和温度停留时间补偿。
9.一种存储介质，用于存储计算机程序，其特征在于：所述程序被处理器执行时实现权利要求1～7中任一项所述的空调的风摆角度控制方法。
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