专利名称：控制风扇转速的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制方法，特别是涉及一种控制风扇转速的方法及系统。
背景技术：
基于风扇的空气散热技术是最常用为电子设备散热的方式。具体地，风扇在单位时间内输出的风量越大，其散热的效果越好，但同时，出风量与功率大小成正比，对于低海拔地区和高海拔地区来说，相同功率的风扇所提供的散热性能相差很大。这主要是由于不同海拔地区的空气密度不同，相同功率的风扇在不同海拔地区所能输出的单位体积的空气量相差很大。然而，目前的风扇控制策略仅依靠电子设备的进出风口或电子器件的温度来调节风扇的转速，而并没有考虑空气密度对风扇所带来的影响。为此，现有的根据海拔来调整风扇转速的方式包括I)在电子设备中增设海拔计并根据海拔计所显示的海拔高度来人工的调整已有风扇转速策略来满足高海拔的电子设备的散热要求。这种方式增加了人工成本。2)按照高海拔的配置来设置风扇的控制策略，将使得风扇在低海拔地区提供过多的冷 却风量，这种方式的缺点是对于位于低海拔地区的电子设备来说，大功率的风扇不但增加能耗,而且噪声大。因此，需要对现有的风扇控制技术进行改进，以便能够基于电子设备所处海拔高度来提供相应风扇的转速。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种控制风扇转速的方法及系统，以便地处高海拔地区的电子设备中的风扇提供相应的出风量。为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种控制风扇转速的系统，所述风扇用于给电子设备散热，其包括监测单元，用于监测所述电子设备工作环境，包括功率监测模块，以及位于所述电子设备的进风口和出风口的温度监测模块，所述温度监测模块用于分别监测所述进风口和出风口的温度并将该温度予以输出；所述功率监测模块用于监测所述电子设备的功率并予以输出；控制单元，与所述监测单元及风扇连接，用于接收到所述温度监测模块输出的所述进风口和出风口的温度后计算进风口和出风口的温度差，以及所述功率监测模块输出的所述电子设备的功率，并基于所述温度差、所述功率以及所述风扇的转速来取得所述电子设备所处环境的空气密度，并基于所述空气密度来控制所述风扇的转速。优选地，所述控制单元包括计算模块，用于基于所采集的所述电子设备的进风口和出风口的温度差与所述电子设备所处环境的空气密度的成反比的关系、当前所述电子设备的功率与所述电子设备所处环境的空气密度的成正比的关系以及所述风扇的转速来取得所述电子设备所处环境的空气密度；子控制模块，用于将来自所述计算模块的所述空气密度与预设的空气密度进行比对，以确定是否改变所述风扇的转速，并在确定改变所述风扇转速时，将预设的空气密度与所计算的所述空气密度的比值作为改变所述风扇转速的系数，以控制所述风扇改变转速。优选地，所述计算模块还包括子计算模块，用于基于所采集的所述电子设备进出风口的温度差和当前所述电子设备的功率，利用下述公式来取得所述风扇所处环境的空气密度；P - dxVx(Ta_n、公式其中，P为空气密度；P为当前所述电子设备的功率；
d为定压比热常数；V为所述风扇的出风量；Ta为所述电子设备的出风口的温度；Tb为所述电子设备的进风口的温度。基于上述目的，本发明还提供一种控制风扇转速的方法，所述风扇用于给电子设备散热，其包括步骤I)获取所述电子设备的进风口的温度、出风口的温度、所述电子设备当前的功率值以及所述电子设备中的风扇的转速；2)基于所采集的所述电子设备的进风口和出风口的温度来取得温度差，并基于所述温度差、所述功率以及所述风扇的转速来取得所述电子设备所处环境的空气密度，再基于所述空气密度来控制所述风扇的转速。优选地，所述步骤2)包括2-1)基于所采集的所述电子设备的进风口和出风口的温度差与所述电子设备所处环境的空气密度的成反比的关系、当前所述电子设备的功率与所述风扇所处环境的空气密度的成正比的关系以及所述风扇的转速来取得所述电子设备所处环境的空气密度；2_2)将所取得的所述空气密度与预设的空气密度进行比对，以确定是否改变所述风扇的转速，并在确定改变所述风扇转速时，将预设的空气密度与所计算的所述空气密度的比值作为改变所述风扇转速的系数，并控制所述风扇改变转速。优选地，所述步骤2-1)还包括基于所采集的所述电子设备进出风口的温度差和
当前所述电子设备的功率，利用下述公式来取得所述风扇所处环境的空气密度；
PP=~公式
a X V x(i a - Tb)其中，P为空气密度；P为当前所述电子设备的功率；d为定压比热常数；V为所述风扇的出风量；Ta为所述电子设备的出风口的温度；Tb为所述电子设备的进风口的温度。如上所述，本发明的一种控制风扇转速的方法及系统，具有以下有益效果利用所述电子设备的进风口和出风口的温度差、所述电子设备当前的功率以及所述电子设备中的风扇的转速来控制风扇的转速来计算所述电子设备所处的空气密度，能够智能的根据当前的空气密度来控制风扇的转速，从而解决了因电子设备所在地海拔高度不同而使得风扇输出空气量不同的问题；另外，利用空气密度、所述电子设备的进出风口的温度差、以及所述电子设备当前的功率值的线性关系来控制风扇的转速，能够根据电子设备实际的海拔高度智能的调整风扇转速，使风扇更好的为电子设备散热，因地制宜地解决电子设备在不同地区的能耗问题。
图I显示为本发明的控制风扇转速的系统的结构示意图。图2显示为本发明的控制风扇转速的系统的一种优选实施方式的结构示意图。图3显示为本发明的控制风扇转速的方法的流程图。图4显示为本发明的控制风扇转速的方法的一种优选实施方式的流程图。元件标号说明
I 控制系统11 监测单元111 温度监测模块112 功率监测模块12 控制单元121 计算模块122 子控制模块2 电子设备21 进风口22出风口23风扇SI S2、S21、S22 步骤
具体实施例方式以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式
加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。图I为本发明的控制风扇转速的系统的结构示意图。所述控制系统I用于控制风扇23的转速，以便风扇23能够在不同海拔条件下为电子设备2提供稳定的散热功能。所述电子设备2包括但不限于服务器、计算机设备等。所述控制系统I包括监测单元11、控制单元12。所述监测单元11用于监测所述电子设备2的工作环境，其至少包括温度监测模块111、功率监测模块112。所述温度监测模块111为多个，分别位于所述电子设备2的进风21和出风22，用于分别监测所述进风口 21和出风口 22的温度，并将该温度予以输出。其中，所述温度监测模块111包括任何能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。所述功率监测模块112用于监测所述电子设备2的功率并予以输出。其中，所述功率监测模块112包括任何能够采集所述电子设备2功率的传感器。优选地，所述功率监测模块112包括与所述电子设备2电连接的采样电阻，并基于所述采样电阻所采集的电流值以及所述电子设备2的阻值来确定所述电子设备2当前的功率值。所述控制单元12与所述监测单元11、所述风扇23连接，用于接收到所述温度监测模块111输出的所述进风口 21和出风22的温度后计算进风口 21和出风口 22的温度差，以及所述功率监测模块112输出的风扇23功率，并基于所述温度差、所述功率以及所述风扇23的转速来取得所述电子设备2所处环境的空气密度，并基于所述空气密度来控制所述风扇23的转速。其中，所述控制单元12取得在默认控制策略下所述风扇23的转速。
具体地，如图2所示，所述控制单元12包括计算模块121和子控制模块122。所述计算模块121用于基于所采集的所述电子设备2的进风口 21和出风口 22的温度差与所述电子设备2所处环境的空气密度的成反比的关系、当前所述电子设备2的功率与所述电子设备2所处环境的空气密度的成正比的关系以及所述风扇23的转速来取得所述电子设备2所处环境的空气密度。优选地，所述计算模块121中的子计算模块(未予图示)基于所采集的所述电子设备2进出风口的温度差和当前所述电子设备2的功率，利用公式(I)来取得所述风扇23所处环境的空气密度。
PP =~TTT 公式
a X V X (la - In)其中，P为空气密度；P为当前所述电子设备的功率；d为定压比热常数(J/kg*K)；V为所述风扇的出风量；Ta为所述电子设备的出风口的温度；Tb为所述电子设备的进风口的温度。例如，所述子计算模块取得所采集的所述电子设备2的进风口 21的温度为15°C，出风口 22的温度为30°C，所述电子设备2的功率值为500w，以及所述风扇23的转数4500转/秒，则所述子计算模块基于预设的风扇23转速与出风量的对应关系来取得所述风扇23的出风量为O. 0346m3/s ;接着，所述子计算模块基于公式(I)来取得所述电子设备2所处环境的空气密度为O. 944kg/m3。所述子控制模块122用于将来自所述计算模块121的所述空气密度与预设的空气密度进行比对，以确定是否改变所述风扇23的转速，并在确定改变所述风扇23转速时，将预设的空气密度与所计算的所述空气密度的比值作为改变所述风扇23转速的系数，以控制所述风扇23改变转速。其中，所述预设的空气密度包括但不限于常温海平面的空气密度(I.18kg/m3)。需要说明的是，本领域技术人员应该理解，控制所述风扇23改变转速的方式，在此不再详述。具体地，所述子控制模块122将来自所述计算模块121的所述空气密度与预设的空气密度进行比对，当所计算的空气密度小于预设的空气密度则改变所述风扇23的转速，反之，则不改变所述风扇23的转速；当确认改变所述风扇23转速时，所述子控制模块122将预设的空气密度与所计算的所述空气密度的比值作为改变所述风扇23转速的系数，再将预设的风扇23的转速与所述系数的乘积作为所述风扇23新的转速，并控制所述风扇23改变转速。其中，预设的风扇的转速包括在默认控制策略下所述风扇的转速。例如，所述子控制模块122基于所计算的空气密度O. 944kg/m3<预设的空气密度I. 18kg/m3,则确定改变所述风扇23的转速,接着,所述子控制模块122基于预设的空气密
度与所计算的空气密度的比值，来取得改变所述风扇23转速的系数d=^ - 1.25:则所述
0.944
子控制模块122取得在默认控制策略下所述风扇23的转速(4500转/秒)与所述系数的乘积，取得所述风扇23的新的转速V为I. 25*4500转/秒，并将所述风扇23的新的转速转换成控制指令，以便将所述风扇23的转速改为5625转/秒。 如图3所示，本发明还提供一种控制风扇转速的方法。所述方法主要由所述控制系统来执行，其中，所述风扇用于给电子设备散热。在步骤SI中，所述控制系统获取所述电子设备的进风口的温度、出风口的温度、所述风扇当前的功率值以及所述电子设备中的风扇的转速。具体地，所述控制系统通过位于所述电子设备进风口、出风口的温度监测模块来获取相应的温度值；所述控制系统通过与所述电子设备连接的功率监测模块来获取所述电子设备当前的功率值；所述控制系统取得在默认控制策略下所述风扇的转速。接着，在步骤S2中，所述控制系统基于所采集的所述电子设备的进风口和出风口的温度差、当前所述电子设备的功率值以及所述风扇的转速来控制所述风扇的转速。具体地，如图4所示，所述步骤S2还包括步骤S21和步骤S22。在步骤S21中，所述控制系统基于所采集的所述电子设备的进风口和出风口的温度差与所述电子设备所处环境的空气密度的成反比的关系，以及当前所述电子设备的功率与所述风电子设备所处环境的空气密度的成正比的关系来取得所述电子设备所处环境的空气密度。优选地，所述控制系统基于所采集的所述电子设备进出风口的温度差和当前所述电子设备的功率，利用公式(I)来取得所述风扇所处环境的空气密度。例如，所述控制系统取得所采集的所述电子设备的进风口的温度为15°C、出风口的温度为30°C，所述电子设备的功率值为500w，以及所述风扇的转数4500转/秒，则基于预设的风扇转速与出风量的对应关系来取得所述风扇的出风量为O. 0346m3/s ;接着，所述控制系统基于公式(I)来取得所述电子设备所处环境的空气密度为O. 944kg/m3。接着，在步骤S22中，所述控制系统将所取得的空气密度与预设的空气密度进行比对，以确定是否改变所述风扇的转速，并在确定改变所述风扇转速时，将预设的空气密度与所计算的所述空气密度的比值作为改变所述风扇转速的系数，以控制所述风扇改变转速。其中，所述预设的空气密度包括但不限于常温海平面的空气密度(I. 18kg/m3)。需要说明的是，本领域技术人员应该理解，控制所述风扇23改变转速的方式，在此不再详述。具体地，所述控制系统将所取得的所述空气密度与预设的空气密度进行比对，当所计算的空气密度小于预设的空气密度则改变所述风扇的转速，反之，则不改变所述风扇的转速；当确认改变所述风扇转速时，所述控制系统将预设的空气密度与所计算的所述空气密度的比值作为改变所述风扇转速的系数，再将预设的风扇的转速与所述系数的乘积作为所述风扇新的转速，并控制所述风扇改变转速。其中，预设的风扇的转速包括在默认控制策略下所述风扇的转速。例如，所述控制系统基于所计算的空气密度O. 944kg/m3<预设的空气密度I. 18kg/m3，则确定改变所述风扇的转速，接着，所述控制系统基于预设的空气密度与所计算的空气
I I Q
密度的比值，来取得改变所述风扇转速的系数4=^=1.25;则所述控制系统基于预设的
0.944
风扇的转速(4500转/秒)与所述系数的乘积,取得所述风扇的新的转速V为I. 25*4500转 /秒，并将所述风扇的新的转速转换成控制指令，以便将所述风扇的转速改为5625转/秒。综上所述，本发明的控制风扇转速的方法和系统，利用所述电子设备的进风口和出风口的温度差、所述电子设备当前的功率以及所述电子设备中的风扇的转速来控制风扇的转速来计算所述电子设备所处的空气密度，能够智能的根据当前的空气密度来控制风扇的转速，从而解决了因电子设备所在地海拔高度不同而使得风扇输出空气量不同的问题；另外，利用空气密度、所述电子设备的进出风口的温度差、以及所述电子设备当前的功率值的线性关系来控制风扇的转速，能够根据电子设备实际的海拔高度智能的调整风扇转速，使风扇更好的为电子设备散热，因地制宜地解决电子设备在不同地区的能耗问题。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
权利要求
1.一种控制风扇转速的系统，所述风扇用于给电子设备散热，其特征在于，至少包括 监测单元，用于监测所述电子设备工作环境，包括功率监测模块，以及位于所述电子设备的进风口和出风口的温度监测模块，所述温度监测模块用于分别监测所述进风口和出风口的温度并将该温度予以输出；所述功率监测模块用于监测所述电子设备的功率并予以输出； 控制单元，与所述监测单元及风扇连接，用于接收到所述温度监测模块输出的所述进风口和出风口的温度后计算进风口和出风口的温度差，以及所述功率监测模块输出的所述电子设备的功率，并基于所述温度差、所述功率以及所述风扇的转速来取得所述电子设备所处环境的空气密度，并基于所述空气密度来控制所述风扇的转速。
2.根据权利要求I所述的控制风扇转速的系统，其特征在于，所述控制单元包括 计算模块，用于基于所采集的所述电子设备的进风口和出风口的温度差与所述电子设备所处环境的空气密度的成反比的关系、当前所述电子设备的功率与所述电子设备所处环境的空气密度的成正比的关系以及所述风扇的转速来取得所述电子设备所处环境的空气密度； 子控制模块，用于将来自所述计算模块的所述空气密度与预设的空气密度进行比对，以确定是否改变所述风扇的转速，并在确定改变所述风扇转速时，将预设的空气密度与所计 算的所述空气密度的比值作为改变所述风扇转速的系数，以控制所述风扇改变转速。
3.根据权利要求I所述的控制风扇转速的系统，其特征在于，所述计算模块还包括子计算模块，用于基于所采集的所述电子设备进出风口的温度差和当前所述电子设备的功率，利用下述公式来取得所述风扇所处环境的空气密度； P P =-公式 dxVx(Ta- //))Λ工、 其中，P为空气密度； P为当前所述电子设备的功率； d为定压比热常数； V为所述风扇的出风量； Ta为所述电子设备的出风口的温度； Tb为所述电子设备的进风口的温度。
4.一种控制风扇转速的方法，所述风扇用于给电子设备散热，其特征在于，包括步骤 I)获取所述电子设备的进风口的温度、出风口的温度、所述电子设备当前的功率值以及所述电子设备中的风扇的转速； 2)基于所采集的所述电子设备的进风口和出风口的温度来取得温度差，并基于所述温度差、所述功率以及所述风扇的转速来取得所述电子设备所处环境的空气密度，再基于所述空气密度来控制所述风扇的转速。
5.根据权利要求4所述的控制风扇转速的方法，其特征在于，所述步骤2)包括 2-1)基于所采集的所述电子设备的进风口和出风口的温度差与所述电子设备所处环境的空气密度的成反比的关系、当前所述电子设备的功率与所述风扇所处环境的空气密度的成正比的关系以及所述风扇的转速来取得所述电子设备所处环境的空气密度； 2-2)将所取得的所述空气密度与预设的空气密度进行比对，以确定是否改变所述风扇的转速，并在确定改变所述风扇转速时，将预设的空气密度与所计算的所述空气密度的比值作为改变所述风扇转速的系数，并控制所述风扇改变转速。
6.根据权利要求4所述的控制风扇转速的方法，其特征在于，所述步骤2-1)还包括 基于所采集的所述电子设备进出风口的温度差和当前所述电子设备的功率，利用下述公式来取得所述风扇所处环境的空气密度； 公式 其中，P为空气密度； P为当前所述电子设备的功率； d为定压比热常数； V为所述风扇的出风量； Ta为所述电子设备的出风口的温度； Tb为所述电子设备的进风口的温度。
全文摘要
本发明提供一种控制风扇转速方法及系统。其中，本发明所述的系统包括用于监测所述电子设备工作环境的监测单元，其还包括位于所述电子设备的进风口和出风口的温度监测模块，用于分别监测所述进风口和出风口的温度并将该温度予以输出；以及功率监测模块用于监测所述电子设备的功率并予以输出；控制单元与所述监测单元及风扇连接，用于接收到所述温度监测模块输出的所述进风口和出风口的温度后计算进风口和出风口的温度差，以及所述功率监测模块输出的所述电子设备的功率，并基于所述温度差、所述功率和所述风扇的转速来取得所述电子设备所处环境的空气密度，并基于所述空气密度来控制所述风扇的转速。由此，能够智能的改变风扇的转速。
文档编号F04D27/00GK102808796SQ20121031573
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者范垚银 申请人:加弘科技咨询(上海)有限公司