一种级联式水冷散热系统风机自动均衡控制方法与流程

本发明涉及一种风机自动均衡控制方法，更具体的说，尤其涉及一种级联式水冷散热系统风机自动均衡控制方法。

背景技术：

1、在现代工业生产和日常生活中，各种电子设备和机械设备的使用越来越广泛，这些设备在运行过程中会产生大量的热量，如果不能及时有效地散热，将会影响设备的正常运行，甚至可能导致设备的损坏。因此，散热技术在现代科技中起着至关重要的作用。其中，水冷系统是一种有效的散热方式，它通过水的流动将设备产生的热量带走，从而实现散热的效果。然而，如何有效地控制水冷系统的运行，以适应不同的环境温度和设备工作状态，是当前技术面临的一个重要问题。

2、现有的水冷系统通常采用固定的运行模式，即在设备运行过程中，无论环境温度和设备工作状态如何变化，所有的散热风机都会以固定的速度运行。这种运行模式虽然简单易行，但是在实际应用中，往往会导致能源的浪费，同时，风机的全部运行也会影响散热风机的使用寿命。

3、现有的水冷系统存在以下几个主要问题：首先，由于无法根据环境温度和设备工作状态的变化，实时调整散热风机的运行状态，因此，可能会导致能源的浪费。其次，由于散热风机都会以固定的速度运行，因此，可能会导致部分散热风机的运行时间过长，而另一部分散热风机的运行时间过短，这不仅会影响散热风机的使用寿命，也会增加维护成本。最后，由于无法实现对散热风机的精确控制，因此，可能会导致设备在高负荷状态下得不到充分的冷却，或者在低负荷状态下过度冷却，从而影响设备的工作效率。

技术实现思路

1、本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种级联式水冷散热系统风机自动均衡控制方法。

2、本发明的级联式水冷散热系统风机自动均衡控制方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：

3、a).参数设定；级联式水冷散热系统上设置有n个风机，n≥2，设定每个风机的单次运行时长为t0；由低到高设定n个风机启动温度，为tstart1、tstart2、…、tstartn，由低到高设定n个风机停止温度，为tstop1、tstop2、…、tstopn，其中，tstop1＜tstart1、tstop2＜tstart2、…、tstopn＜tstartn；

4、b).温度检测；利用温度传感器实时检测级联式水冷散热系统中阀组的出水温度ttest；

5、c).风机启动运行控制；当阀组的出水温度满足ttest＜tstart1时，所有风机均不启动；当阀组的出水温度满足tstarti≤ttest＜tstart(i+1)时，启动i台风机，i=1,2，…，n-1；当阀组的出水温度满足ttest≥tstartn时，n台风机均启动；在风机的启动过程中，以优先启动累计运行时间最少的风机为原则进行风机启动控制，以使所有散热风机的运行时间都能保持均衡；

6、d).风机数量变换控制；设当前运行风机的数量为i，i=1，…，n，由于阀组的出水温度满足ttest不会发生突变，当阀组的出水温度满足tstopi≤ttest＜tstop(i+1)时，维持当前风机运行数量不变；当阀组的出水温度满足tstop (i+1)≤ttest＜tstop(i+2)或者ttest≥tstopn时，运行风机的数量加一；当阀组的出水温度满足tstop (i-1)≤ttest＜tstop(i+1)或者ttest＜tstop1时，运行风机的数量减一；在风机的数量变换过程中，以优先启动累计运行时间最少的风机为原则进行风机数量变换控制，以进一步保证所有散热风机的运行时间都能保持均衡。

7、本发明的级联式水冷散热系统风机自动均衡控制方法，所述风机的数量为4个，步骤a)中设定4个风机启动温度，为低温风机启动温度tstart1、中温风机启动温度tstart2、高温风机启动温度tstart3和超高温风机启动温度tstart4，设定4个风机停止温度，为低温风机停止温度tstop1、中温风机停止温度tstop2、高温风机停止温度tstop3、超高温风机停止温度tstop4；tstop1＜tstart1＜tstop2＜tstart2＜tstop3＜tstart3＜tstop4＜tstart4。

8、本发明的级联式水冷散热系统风机自动均衡控制方法，步骤c)所述的风机启动运行控制通过以下步骤来实现：

9、c-1).首先判断“阀组的出水温ttest≥低温风机启动温度tstart1”是否成立，如果不成立，则所有风机均不启动；如果成立，则执行步骤c-2)；

10、c-2).判断“阀组的出水温ttest≥中温风机启动温度tstart2”是否成立，如果不成立，则以优先启动累计运行时间最少的风机为原则启动1台风机；如果成立，则执行步骤c-3)；

11、c-3).判断“阀组的出水温ttest≥高温风机启动温度tstart3”是否成立，如果不成立，则以优先启动累计运行时间最少的风机为原则同时启动2台风机；如果成立，则执行步骤c-4)；

12、c-4).判断“阀组的出水温ttest≥超高温风机启动温度tstart4”是否成立，如果不成立，则以优先启动累计运行时间最少的风机为原则同时启动3台风机；如果成立，则4台风机均启动。

13、本发明的级联式水冷散热系统风机自动均衡控制方法，步骤d)所述的风机数量变换控制通过以下步骤来实现：

14、d-1).首先判断当前运行风机的数量，如果风机运行数量为0个，执行步骤b)；如果风机运行数量为1个，执行步骤d-2)；如果风机运行数量为2个，执行步骤d-3)；如果风机运行数量为3个，执行步骤d-4)；如果风机运行数量为4个，执行步骤d-5)；

15、d-2).首先判断阀组的出水温度是否满足“tstop1≤ttest＜tstop2”，如果满足，则维持当前风机运行数量为1个不变，如果不满足，则判断“ttest＜tstop1”是否成立，如果成立，则停止所有风机的运行，如果不成立，则判断“tstop 2≤ttest＜tstop3”是否成立，如果成立，则将风机的运行数量变为2个；执行步骤d-1)；

16、d-3).首先判断阀组的出水温度是否满足“tstop2≤ttest＜tstop3”，如果满足，则维持当前风机运行数量为2个不变，如果不满足，则判断“tstop1≤ttest＜tstop2”是否成立，如果成立，风机的运行数量变换为1个，如果不成立，则判断“tstop 3≤ttest＜4”是否成立，如果成立，则将风机的运行数量变换为3个；执行步骤d-1)；

17、d-4).首先判断阀组的出水温度是否满足“tstop3≤ttest＜tstop4”，如果满足，则维持当前风机运行数量为3个不变，如果不满足，则判断“tstop2≤ttest＜tstop3”是否成立，如果成立，风机的运行数量变换为2个，如果不成立，则判断“tstop4≤ttest”是否成立，如果成立，则将风机的运行数量变换为4个；执行步骤d-1)；

18、d-5).首先判断当前阀组的出水温度是否满足“ttest≥tstop4”，是否成立，如果成立，则维持当前风机运行数量为4个不变；如果不成立，则判断“tstop3≤ttest＜tstop4”是否成立，如果成立，则将风机的运行数量变换为3个；执行步骤d-1)。

19、本发明的级联式水冷散热系统风机自动均衡控制方法，步骤d-2)中当维持风机的运行数量为1个不变的情况下，或者步骤d-3)运行风机由数量2变为数量1时，判断所有风机的累计运行时间，按照当前风机累计运行时间由少至多进行排序，累计运行时间最少的风机优先运行，若是风机运行时间达到单次运行时间上限t0，切换为下一台风机运转；

20、步骤d-2)中，风机的运行数量由1台变换为2台的方法为：

21、d-2-1).首先排除当前运行的风机，计算剩余3台风机的累计运行时间，将累计运行时间最少的两台风机组合为第1种方案，剩余的两台风机组合为第2种方案;

22、d-2-2).按照第1种方案、第2种方案的顺序进行风机运行控制，在第一次运行第1种方案的过程中，当一台风机单次运行时间达到单次运行时长为t0时，则切换至第2种方案；

23、d-2-3).当第1种方案和第2种方案均执行完毕后，即完成一个循环周期，完成一个循环周期后，执行步骤d-1)；

24、步骤d-4)中，风机的运行数量由3台变换为2台的方法为：

25、d-4-1).对当前运行的3台风机的累计运行时间由少至多进行排序，将累计运行时间最少的两个风机组合成第1种方案，剩余两台风机组合为第2方案；

26、d-4-2).按照第1种方案、第2种方案的顺序进行风机运行控制，在第一次运行第1种方案的过程中，当一台风机单次运行时间达到单次运行时长为t0时，则切换至第2种方案；

27、d-4-3).当第1种方案和第2种方案均执行完毕后，即完成一个循环周期，完成一个循环周期后，执行步骤d-1)。

28、本发明的级联式水冷散热系统风机自动均衡控制方法，步骤d-3)中，风机运行数量由2台切换为3台的方法为：

29、d-3-1).将正在运行的风机排除在外，对未运行的2台风机按照累计运行时间由少至多进行排序，将累计运行时间最多的未运行风机与正在运行的2台风机组合为第1种方案，然后按照3台风机累计运行时间之和由少至多形成第2种方案、第3种方案和第4种方案；

30、d-3-2).按照第1种方案至第4种方案的顺序进行风机运行控制，在第一次运行第1种方案的过程中，当一台风机单次运行时间达到单次运行时长为t0时，则切换至第2种方案；

31、d-3-3).当第1种方案至第4种方案均执行完毕后，即完成一个循环周期，完成一个循环周期后，执行步骤d-1)；

32、步骤d-5)中，风机运行数量由4台切换为3台的方法为：

33、d-5-1).对4台风机，对按照4选3的方式选择出的4种方案按照每种方案中3台风机的累计运行时间之和由少至多进行排序，形成第1种方案、第2种方案、第3种方案和第4种方案；

34、d-5-2).按照第1种方案至第4种方案的顺序进行风机运行控制，在第一次运行第1种方案的过程中，当一台风机单次运行时间达到单次运行时长为t0时，则切换至第2种方案；

35、d-6-3).当第1种方案至第4种方案均执行完毕后，即完成一个循环周期，完成一个循环周期后，执行步骤d-1)。

36、本发明的有益效果是：本发明的级联式水冷散热系统风机自动均衡控制方法，首先根据检测的阀组出水温度来确定风机的运行数量，出水温度越高、风机的运行数量越多，出水温度越低、风机的运行数量越少，不仅满足了水冷散热系统在外界环境温度变化情况下的冷却需求，又能根据散热需求实时增减风机数量，与现有风机全部运行模式相比较，有效降低能源消耗，避免能源的浪费；其次，当需要运行的风机数量确定之后，依据累计运行时间最少的风机优先运行为原则控制风机的启动和切换，这样，最大限度地实现了所有风机的运行时间都能保持均衡，有效延长了风机的使用寿命以及降低了风机的维护成本，具有良好的经济效益和广阔的应用前景。