一种服务器风液综合散热系统的耦合散热控制方法及系统与流程

1.本发明涉及服务器技术领域，特别涉及一种服务器风液综合散热系统的耦合散热控制方法。本发明还涉及一种服务器风液综合散热系统的耦合散热控制系统。


背景技术：

2.随着中国电子技术的发展，越来越多的电子设备已得到广泛使用。
3.服务器是电子设备中的重要组成部分，是提供计算服务的设备。由于服务器需要响应服务请求，并进行处理，因此一般来说服务器应具备承担服务并且保障服务的能力。根据服务器提供的服务类型不同，分为文件服务器，数据库服务器，应用程序服务器，web服务器等。
4.在大数据时代，大量的it设备会集中放置在数据中心。这些数据中心包含各类型的服务器、存储、交换机及大量的机柜及其它基础设施。每种it设备都是有各种硬件板卡组成，如计算模块、存储模块、机箱、风扇模块等等。各种模块集成安装在服务器内会产生大量的热，为此需要及时散热。在服务器众多散热设计中，风冷与液冷复合是各种应用场景中使用最多的设计方式。
5.在服务器的风液综合散热系统中，冷却液在cpu等重点发热部件的主芯片处吸收热量后，进入cdu(chill
‑
water distribution unit，冷量分配控制单元)内部进行换热，并实现循环流动。在cdu内搭载有用于引入冷却液的进液泵、用于控制冷却液流量的进液阀、用于对冷却液进行换热降温的换热器、用于检测冷却液温度的温度传感器、用于检测冷却液压力的压力传感器、用于检测冷却液流量的流量计等部件。同时，对于重点发热部件附近的辅芯片，如硬盘管理芯片等，一般通过风扇进行散热，当然风扇也同时对主芯片散热。
6.目前，现在的服务器风液综合散热系统，一般仅对主芯片进行温度检测后，利用负反馈的方式通过对冷却液的压力或流量进行单一调节以及对冷风的压力或流量进行单一调节，实现主芯片的温度控制，然而此种控制方式精度不高，系统波动较大，并且能效效果相对低，忽视了副芯片的散热需求。
7.因此，如何提高对发热部件的温度控制精度，兼顾主芯片与辅芯片的散热需求，扩展服务器风液散热调节控制维度，是本领域技术人员面临的技术问题。


技术实现要素：

8.本发明的目的是提供一种服务器风液综合散热系统的耦合散热控制方法，能够提高对发热部件的温度控制精度，兼顾主芯片与辅芯片的散热需求，扩展服务器风液散热调节控制维度。本发明的另一目的是提供一种服务器风液综合散热系统的耦合散热控制系统。
9.为解决上述技术问题，本发明提供一种服务器风液综合散热系统的耦合散热控制方法，包括：
10.检测当前冷却液温度t、当前主芯片温度tx、当前辅芯片温度ty；
11.根据当前冷却液温度t与冷却液设定温度td的差值调整冷却液进液阀的阀门开度，以控制冷却液的流量使当前冷却液温度t趋近于等于冷却液设定温度td；
12.根据当前主芯片温度tx与主芯片设定温度txd的差值调整冷却液进液泵的转速，以控制冷却液的流量使当前主芯片温度tx趋近于小于主芯片设定温度txd；
13.根据当前辅芯片温度ty与辅芯片设定温度tyd的差值调整风扇的转速，以控制冷风的流量使当前辅芯片温度ty趋近于小于辅芯片设定温度tyd。
14.优选地，调整冷却液进液泵的转速之后，还包括：
15.检测当前冷却液压力p；
16.根据当前冷却液压力p与冷却液设定压力pd的差值调整冷却液进液泵的转速，以控制冷却液的流量使当前冷却液压力p趋近于小于冷却液设定压力pd。
17.优选地，根据当前冷却液温度t与冷却液设定温度td的差值调整冷却液进液阀的阀门开度，具体包括：
18.若t
‑
td>k1，则调高冷却液进液阀的阀门开度；
19.若t
‑
td<
‑
k1，则降低冷却液进液阀的阀门开度；
20.若t
‑
td∈(
‑
k1,k1)，则保持冷却液进液阀的当前阀门开度；
21.其中，k1>0。
22.优选地，调整冷却液进液阀的阀门开度时，单次调整量为1％～5％。
23.优选地，根据当前主芯片温度tx与主芯片设定温度txd的差值调整冷却液进液泵的转速，具体包括：
24.若tx
‑
txd>k2，则调高冷却液进液泵的转速；
25.若tx
‑
txd<
‑
k2，则降低冷却液进液泵的转速；
26.若tx
‑
txd∈(
‑
k2,k2)，则保持冷却液进液泵的当前转速；
27.其中，k2>0。
28.优选地，调整冷却液进液泵的转速时，单次调整量为1％～5％。
29.优选地，根据当前冷却液压力p与冷却液设定压力pd的差值调整冷却液进液泵的转速，具体包括：
30.若p
‑
pd>k3，则降低冷却液进液泵的转速；
31.若p
‑
pd<
‑
k3，则提高冷却液进液泵的转速；
32.若p
‑
pd∈(
‑
k3,k3)，则保持冷却液进液泵的当前转速；
33.其中，k3>0。
34.优选地，根据当前辅芯片温度ty与辅芯片设定温度tyd的差值调整风扇的转速，具体包括：
35.若ty
‑
tyd>k4，则提高风扇的转速；
36.若ty
‑
tyd<
‑
k4，则降低风扇的转速；
37.若ty
‑
tyd∈(
‑
k4,k4)，则保持风扇的当前转速；
38.其中，k4>0。
39.本发明还提供一种服务器风液综合散热系统的耦合散热控制系统，包括：
40.初级检测模块，用于检测检测当前冷却液温度t、当前主芯片温度tx、当前辅芯片温度ty；
41.第一控制模块，用于根据当前冷却液温度t与冷却液设定温度td的差值调整冷却液进液阀的阀门开度，以控制冷却液的流量使当前冷却液温度t趋近于等于冷却液设定温度td；
42.第二控制模块，用于根据当前主芯片温度tx与主芯片设定温度txd的差值调整冷却液进液泵的转速，以控制冷却液的流量使当前主芯片温度tx趋近于小于主芯片设定温度txd；
43.第三控制模块，用于根据当前辅芯片温度ty与辅芯片设定温度tyd的差值调整风扇的转速，以控制冷风的流量使当前辅芯片温度ty趋近于小于辅芯片设定温度tyd。
44.优选地，还包括：
45.次级检测模块，用于检测当前冷却液压力p；
46.第四控制模块，用于根据当前冷却液压力p与冷却液设定压力pd的差值调整冷却液进液泵的转速，以控制冷却液的流量使当前冷却液压力p趋近于小于冷却液设定压力pd。
47.本发明所提供的服务器风液综合散热系统的耦合散热控制方法，主要包括四个步骤，其中，在第一步中，首先检测服务器风液综合散热系统中的冷却液的当前温度t、重点散热部件(主芯片)的当前温度tx以及附属散热部件(辅芯片)的当前温度ty。在第二步中，利用检测出的当前冷却液温度t与预先设定的冷却液设定温度td进行比较，判断两者的大小和差值，并根据两者计算出的差值调整冷却液进液阀的阀门开度，以增大、减小或维持阀门开度，从而通过控制阀门开度的方式控制冷却液的流量，进而使当前冷却液温度t逐渐趋近于等于冷却液设定温度td。一般的，冷却液进液阀的阀门开度越大，冷却液的流量越大，冷却液温度越低，反之亦然。在第三步中，利用检测出的当前主芯片温度tx与预先设定的主芯片设定温度txd进行比较，判断两者的大小和差值，并根据两者计算出的差值调整冷却液进液泵的转速，以提高、降低或维持冷却液进液泵转速，从而通过控制冷却液进液泵转速的方式控制冷却液的流量，进而使当前主芯片温度tx趋近于小于主芯片设定温度txd。一般的，冷却液进液泵的转速越高，冷却液的流量越大，冷却液温度越低，主芯片温度越低，反之亦然。在第四步中，利用检测出的当前辅芯片温度ty与预先设定的辅芯片设定温度tyd进行比较，判断两者的大小和差值，并根据两者计算出的差值调整风扇的转速，以提高、降低或维持风扇转速，从而通过控制风扇转速的方式控制冷风的流量，进而使当前辅芯片温度ty趋近于小于辅芯片设定温度tyd。一般的，风扇的转速越高，冷风的流量越大，辅芯片温度越低，反之亦然。如此，本发明所提供的服务器风液综合散热系统的耦合散热控制方法，同时通过对冷却液温度、主芯片温度和辅芯片温度进行检测，并同时利用冷却液温度、主芯片温度和辅芯片温度与各自设定温度的差值分别对冷却液进液阀的阀门开度、冷却液进液泵的转速、风扇的转速进行调节，以实现对冷却液温度、主芯片温度和辅芯片温度的控制，能够提高对发热部件的温度控制精度，兼顾主芯片与辅芯片的散热需求，扩展服务器液冷散热调节控制维度。
附图说明
48.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据
提供的附图获得其他的附图。
49.图1为本发明所提供的一种具体实施方式的方法流程图。
50.图2为本发明所提供的一种具体实施方式的模块结构图。
51.其中，图2中：
52.初级检测模块—1，第一控制模块—2，第二控制模块—3，第三控制模块—4，次级检测模块—5，第四控制模块—6。
具体实施方式
53.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
54.请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的方法流程图。
55.在本发明所提供的一种具体实施方式中，服务器风液综合散热系统的耦合散热方法主要包括四个步骤，分别为：
56.s1、检测当前冷却液温度t、当前主芯片温度tx、当前辅芯片温度ty。
57.s2、根据当前冷却液温度t与冷却液设定温度td的差值调整冷却液进液阀的阀门开度，以控制冷却液的流量使当前冷却液温度t趋近于等于冷却液设定温度td。
58.s3、根据当前主芯片温度tx与主芯片设定温度txd的差值调整冷却液进液泵的转速，以控制冷却液的流量使当前主芯片温度tx趋近于小于主芯片设定温度txd。
59.s4、根据当前辅芯片温度ty与辅芯片设定温度tyd的差值调整风扇的转速，以控制冷风的流量使当前辅芯片温度ty趋近于小于辅芯片设定温度tyd。
60.其中，在步骤s1中，主要内容为检测服务器风液综合散热系统中的冷却液的当前温度t、重点散热部件(主芯片)的当前温度tx以及次要散热部件(辅芯片)的当前温度ty。
61.具体的，服务器风液综合散热系统主要通过cdu进行散热控制，并通过cdu内部搭载的温度传感器检测冷却液的温度，通过压力传感器检测冷却液的压力，通过流量计检测冷却液的流量。而主芯片与辅芯片的温度主要由bmc(baseboard management controller，基板管理控制器)等感知。
62.在步骤s2中，主要内容为利用检测出的当前冷却液温度t与预先设定的冷却液设定温度td进行比较，判断两者的大小和差值，并根据两者计算出的差值调整冷却液进液阀的阀门开度，以增大、减小或维持阀门开度，从而通过控制阀门开度的方式控制冷却液的流量，进而使当前冷却液温度t逐渐趋近于等于冷却液设定温度td。一般的，冷却液进液阀的阀门开度越大，冷却液的流量越大，冷却液温度越低，反之亦然。此处的冷却液设定温度td，一般根据经验参考服务器处于正常运行状态时，冷却液的合理温度，如10～30℃等。
63.在步骤s3中，主要内容为利用检测出的当前主芯片温度tx与预先设定的主芯片设定温度txd进行比较，判断两者的大小和差值，并根据两者计算出的差值调整冷却液进液泵的转速，以提高、降低或维持冷却液进液泵转速，从而通过控制冷却液进液泵转速的方式控制冷却液的流量，进而使当前主芯片温度tx趋近于小于主芯片设定温度txd。一般的，冷却液进液泵的转速越高，冷却液的流量越大，冷却液温度越低，主芯片温度越低，反之亦然。此
处的主芯片设定温度txd，一般根据经验参考服务器处于正常运行状态时，各个重点散热部件的芯片许用温度，如20～60℃等。
64.在步骤s4中，主要内容为利用检测出的当前辅芯片温度ty与预先设定的辅芯片设定温度tyd进行比较，判断两者的大小和差值，并根据两者计算出的差值调整风扇的转速，以提高、降低或维持风扇转速，从而通过控制风扇转速的方式控制冷风的流量，进而使当前辅芯片温度ty趋近于小于辅芯片设定温度tyd。一般的，风扇的转速越高，冷却的流量越大，辅芯片温度越低，反之亦然。此处的辅芯片设定温度tyd，一般根据经验参考服务器处于正常运行状态时，各个次要散热部件的芯片许用温度，如20～60℃等。
65.如此，本实施例所提供的服务器风液综合散热系统的耦合散热控制方法，同时通过对冷却液温度、主芯片温度和辅芯片温度进行检测，并同时利用冷却液温度、主芯片温度和辅芯片温度与各自设定温度的差值分别对冷却液进液阀的阀门开度、冷却液进液泵的转速、风扇的转速进行调节，以实现对冷却液温度、主芯片温度和辅芯片温度的控制，能够提高对发热部件的温度控制精度，兼顾主芯片与辅芯片的散热需求，扩展服务器液冷散热调节控制维度。
66.此外，考虑到若对冷却液进液泵的转速进行调整之后，不仅能够迅速实现对冷却液的流量调节，还能够影响到冷却液的压力，而冷却液的压力同样对散热效率存在影响，且当冷却液的压力较大时，对液冷管件存在不利影响，针对此，本实施例中增设了对于冷却液的压力的控制。
67.具体的，首先通过压力传感器等部件检测当前冷却液压力p。其次，根据检测出的当前冷却液压力p与预先设定的冷却液设定压力pd进行比较，判断两者的大小和差值，并根据两者计算出的差值调整冷却液进液泵的转速，以提高、降低或维持冷却液进液泵转速，从而通过控制冷却液进液泵转速的方式控制冷却液的流量，进而使当前冷却液压力p趋近于小于冷却液设定压力pd。一般的，冷却液进液泵的转速越高，冷却液的流量越大，冷却液的压力越大，反之亦然。
68.对于根据当前冷却液温度t与冷却液设定温度td的差值调整冷却液进液阀的阀门开度，在本实施例中，具体分为三种情况：
69.若当前冷却液温度t大于冷却液设定温度td，且差值大于k1时，说明冷却液温度过高，吸热效果不佳，此时需要调高冷却液进液阀的阀门开度，以提高冷却液的流量，使得进液的冷却液温度迅速降低，并趋近于冷却液设定温度td；
70.若当前冷却液温度t小于冷却液设定温度td，且差值小于
‑
k1时，说明冷却液温度过低，容易对芯片的稳定运行产生不良影响，此时需要适当降低冷却液进液阀的阀门开度，以降低冷却液的流量，使得进液的冷却液温度迅速升高，并趋近于冷却液设定温度td；
71.若当前冷却液温度t与冷却液设定温度td比较接近，且两者的差值在
‑
k1至k1之间时，说明冷却液温度适宜、合理，此时无需进行任何调节，可保持冷却液进液阀的当前阀门开度。
72.一般的，k1可取2～3℃。
73.进一步的，在调整冷却液进液阀的阀门开度时，一般单次调整量为1％～5％之间，即阀门开度的变化率为全开度的1％～5％。
74.对于根据当前芯片温度tx与芯片设定温度txd的差值调整冷却液进液泵的转速，
在本实施例中，具体分为三种情况：
75.若当前主芯片温度tx大于主芯片设定温度txd，且差值大于k2时，说明主芯片温度过高，运行状态不良，此时需要调高冷却液进液泵的转速，以提高冷却液的流量，使得冷却液的冷却效果加强，主芯片温度得到快速下降，并趋近于主芯片设定温度txd；
76.若当前主芯片温度小于主芯片设定温度txd，且差值小于
‑
k2时，说明主芯片的温度过低，容易对芯片的稳定运行产生不良影响，此时需要适当降低冷却液进液泵的转速，以降低冷却液的流量，使得冷却液的冷却效果适当下降，主芯片的温度得到快速回升，并趋近于主芯片设定温度txd；
77.若当前主芯片温度tx与主芯片设定温度txd比较接近，且两者的差值在
‑
k2至k2之间时，说明主芯片温度处于合适范围，运行状态良好，此时无需进行任何调节，可保持冷却液进液泵的当前转速。
78.一般的，k2可取2～3℃。
79.进一步的，在调整冷却液进液泵的转速时，一般单次调整量为1％～5％之间，即转速的变化率为当前转速的1％～5％。
80.对于根据当前冷却液压力p与冷却液设定压力pd的差值调整冷却液进液泵的转速，在本实施例中，具体分为三种情况：
81.若当前冷却液压力p大于冷却液设定压力pd，且差值大于k3时，说明冷却液压力过大，管壁压力较大，容易出现材料损耗和泄漏事故，此时需要降低冷却液进液泵的转速，以适当降低冷却液的流量，使得冷却液压力迅速降低，并趋近于小于冷却液设定压力pd；
82.若当前冷却液压力p小于冷却液设定压力pd，且差值小于
‑
k3时，说明冷却液的压力过低，冷却液的流速较慢，吸热换热效率较低，此时需要提高冷却液进液泵的转速，以适当提高冷却液的流量和流速，使得冷却液压力迅速升高，并趋近于小于冷却液设定压力pd；
83.若当前冷却液压力p与冷却液设定压力pd比较接近，且两者的差值在
‑
k3至k3之间时，说明冷却液压力处于合适范围，运行状态良好，此时无需进行任何调节，可保持冷却液进液泵的当前转速。
84.一般的，k3可取0.1～0.2bar。
85.进一步的，在调整冷却液进液泵的转速时，一般单次调整量为1％～5％之间，即转速的变化率为当前转速的1％～5％。
86.对于根据当前辅芯片温度ty与辅芯片设定温度tyd的差值调整风扇的转速，在本实施例中，具体分为三种情况：
87.若当前辅芯片温度ty大于辅芯片设定温度tyd，且差值大于k4时，说明辅芯片温度过高，运行状态不良，此时需要调高风扇的转速，以提高冷风的流量，使得冷风的冷却效果加强，辅芯片温度得到快速下降，并趋近于辅芯片设定温度tyd；
88.若当前辅芯片温度小于辅芯片设定温度tyd，且差值小于
‑
k4时，说明辅芯片的温度过低，容易对辅芯片的稳定运行产生不良影响，此时需要适当降低风扇的转速，以降低冷风的流量，使得冷风的冷却效果适当下降，辅芯片的温度得到快速回升，并趋近于辅芯片设定温度tyd；
89.若当前辅芯片温度ty与辅芯片设定温度tyd比较接近，且两者的差值在
‑
k4至k4之间时，说明辅芯片温度处于合适范围，运行状态良好，此时无需进行任何调节，可保持风扇
的当前转速。
90.一般的，k4可取2～3℃。
91.进一步的，在调整风扇的转速时，一般单次调整量为1％～5％之间，即转速的变化率为当前转速的1％～5％。
92.如图2所示，图2为本发明所提供的一种具体实施方式的模块结构图。
93.本实施例还提供一种服务器风液综合散热系统的耦合散热控制系统，主要包括初级检测模块1、第一控制模块2、第二控制模块3、第三控制模块4。
94.其中，初级检测模块1主要用于检测检测当前冷却液温度t、当前主芯片温度tx、当前辅芯片温度ty。第一控制模块2主要用于根据当前冷却液温度t与冷却液设定温度td的差值调整冷却液进液阀的阀门开度，以控制冷却液的流量使当前冷却液温度t趋近于等于冷却液设定温度td。第二控制模块3主要用于根据当前主芯片温度tx与主芯片设定温度txd的差值调整冷却液进液泵的转速，以控制冷却液的流量使当前主芯片温度tx趋近于小于主芯片设定温度txd。第三控制模块4主要用于根据当前辅芯片温度ty与辅芯片设定温度tyd的差值调整风扇的转速，以控制冷风的流量使当前辅芯片温度ty趋近于小于辅芯片设定温度tyd。
95.此外，本实施例还增设了次级检测模块5和第四控制模块6。
96.其中，次级检测模块5主要用于检测当前冷却液压力p。第四控制模块6主要用于根据当前冷却液压力p与冷却液设定压力pd的差值调整冷却液进液泵的转速，以控制冷却液的流量使当前冷却液压力p趋近于小于冷却液设定压力pd。
97.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。