CN104457068B - 一种模块化水冷机柜及其噪音冗余控制方法 - Google Patents

一种模块化水冷机柜及其噪音冗余控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种模块化水冷机柜及其噪音冗余控制方法。水冷机柜包括显示控制单元、热交换制冷单元、压力转换单元、故障报警器、减震器、补水箱等，热交换制冷单元包括冗余定量泵、水冷换热器、半导体制冷片、散热片、风机组件、切换电磁阀、控制信号转换模块、进水口及出水口温度传感器。显示控制单元实时采集热交换制冷单元温度值、流量值及外部水冷电子设备温度值、环境温度值、压力转化模块压力值，对水冷机柜的工作状态进行判断和显示，对出水口冷却水温度值与设定温度值的温差值计算后输出控制信号至热交换制冷单元，在保证水冷机柜散热能力或外部水冷电子设备温升的前提下，以冗余方式动态调控散热组件中半导体制冷片电流、风机组件电压以控制水冷机柜噪音。

Description

一种模块化水冷机柜及其噪音冗余控制方法
技术领域
本发明属于抗恶劣环境计算机技术领域，特别是一种模块化水冷机柜及其噪音冗余控制方法。
背景技术
随着电子技术和大规模集成电路技术的不断发展，电子设备功耗、单位体积热量不断增加，目前抗恶劣环境下工作的电子设备普遍采用强制风冷散热技术，虽然结构形式简单，成本低，可靠性高，但由于受电子设备工作环境、设备体积、噪音要求等限制，风冷散热***一般散热能力较低，无法满足大功率、高性能电子设备的散热要求。
水冷却技术作为一种较为成熟的散热技术，一直以来都被广泛应用于汽车、高性能商用服务器散热，如IBM公司Aquasar液冷超级计算机和HP公司的XW9400水冷工作站等，液体冷却***散热能力比风冷***高出1～2个数量级，同时在噪音方面也能得到很好的控制。
现有水冷机柜多用在大型机房或高端服务器领域，虽然散热能力比风冷散热***高很多，但普遍存在结构复杂、维修性差、噪音大、环境适应能力弱等缺点，缺少根据环境温度变化调节机柜噪音功能，难以满足在强振动环境下工作的电子设备散热的高可靠性要求，限制了水冷机柜和水冷电子设备的应用领域和使用范围。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以根据环境温度变化或外部水冷电子设备运行工况变化动态调整热交换制冷单元半导体制冷片工作电流、风机组件工作电压的模块化水冷机柜及其噪音冗余控制方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种模块化水冷机柜，包括柜体、显示控制单元、补水箱、热交换制冷单元、压力转换单元、减震器、故障报警装置、环境温度传感器和外部水冷电子设备，其中显示控制单元包括信息采集模块、信息处理模块、显示操控模块和状态指示模块；所述信息采集模块、信息处理模块、显示操控模块、补水箱、状态指示模块均设置于水冷机柜顶部，故障报警装置、环境温度传感器设置于水冷机柜底部，柜体底部四角各设置一个减震器；热交换制冷单元、压力转换单元与外部水冷电子设备之间冷却水通过带平面自锁液流接头管路连通循环，信息采集模块分别通过带航空插头的电缆与热交换制冷单元、压力转换单元连接，信息采集模块接入信息处理模块，显示操控模块分别通过VGA接口、RS422接口与信息处理模块连接，显示操控模块通过CPCI总线与信息采集模块连接；
所述水冷机柜以定流量方式工作时，外部水冷电子设备的冷却水通过液流管路连接至热交换制冷单元，热交换制冷单元通过与空气强制对流换热将热量散至空气中，温度降低后的冷却水经液流管路回流至外部水冷电子设备循环使用；水冷机柜以压力可配置方式或混合方式工作时，从热交换制冷单元出来的冷却水经水冷机柜内部管路连通至压力转换单元，压力转换单元对冷却水出水压力调节后经液流管路回流至外部水冷电子设备循环使用。
一种基于模块化水冷机柜的噪音冗余控制方法，包括以下步骤：
步骤1：对所述模块化水冷机柜进行初始化；
步骤2：信息采集模块采集水冷机柜的环境温度值、外部水冷电子设备温度值、压力转换单元出水口压力值和热交换制冷单元进水口温度值、出水口温度值；
步骤3：信息处理模块判断水冷机柜环境温度值是否超过设定阈值范围，不超过设定阈值范围时保持半导体制冷片基准工作电流、风机组件基准电压工作不变；超过设定阈值范围上限时，经信息处理模块处理后增大半导体制冷片基准工作电流、风机组件基准工作电压；超过设定阈值范围下限时，经信息处理模块处理后减小风机组件基准工作电压、半导体制冷片基准工作电流；
步骤4：信息处理模块判断热交换制冷单元出水口冷却水温度值是否超出预设温度阈值范围，不超过预设温度阈值范围时，保持半导体制冷片浮动工作电流、风机组件浮动工作电压不变，直接转至步骤8；当超出预设温度阈值范围下限时，保持半导体制冷片浮动工作电流不变，根据出水口冷却水温度值与预设温度阈值的温差值，经信息处理模块处理后减小风机组件浮动工作电压；当超出预设温度阈值范围上限时，保持风机组件浮动工作电压不变，根据出水口冷却水温度值与预设温度阈值的温差值，经信息处理模块处理后增大半导体制冷片浮动工作电流；
步骤5：调整风机组件浮动工作电压或半导体制冷片浮动工作电流后，信息处理模块判断热交换制冷单元出水口冷却水温度值是否超出预设温度阈值范围，不超过预设温度阈值范围时，保持调整后半导体制冷片浮动工作工作电流、风机组件浮动工作电压不变，直接转至步骤8；当超出预设温度阈值范围下限时，保持调整后的风机组件浮动工作电压不变，根据出水口冷却水温度值与预设温度阈值的温差值，经信息处理模块处理后减小半导体制冷片浮动工作电流；当超过预设温度阈值范围上限时，保持调整后半导体制冷片浮动工作电流不变，根据出水口冷却水温度值与预设温度阈值的温差值，经信息处理模块处理后增大风机组件浮动工作电压；
步骤6：调整风机组件浮动工作电压或半导体制冷片浮动工作电流后，信息处理模块判断热交换制冷单元出水口冷却水温度值是否超出预设温度阈值范围，当不超过预设温度阈值范围时，保持调整后半导体制冷片浮动工作电流、风机组件浮动电压不变，直接转至步骤8；当出水口冷却水温度值超过预设温度阈值范围下限或上限时，循环执行步骤4～5，直到半导体制冷片工作电流、风机组件工作电压均超过设定阈值下限或上限；
步骤7：信息处理模块判断热交换制冷单元出水口冷却水温度值是否超出预设温度阈值范围，当出口冷却水温度值高于预设温度阈值范围上限且半导体制冷片工作电流、风机组件工作电压均高于预设阈值范围上限时，保持半导体制冷片电流、风机组件工作电压至预设阈值范围上限状态工作，向故障报警装置、显示操控模块发送故障状态信息，状态指示模块相应热交换制冷单元状态指示灯变为红色报警状态；当出水口冷却水温度值超过预设温度阈值范围下限且半导体制冷片电流、风机组件工作电压均超过预设阈值范围下限时，保持半导体制冷片电流、风机组件工作电压至预设阈值范围下限状态工作，向故障报警装置、显示操控模块发送故障状态信息；
步骤8：信息处理模块判断主定量泵流量值是否超出预设阈值范围，当流量值超出预设阈值范围时，发送热交换制冷单元定量泵工作故障信号给显示操控模块、故障报警装置，发送切换信号至控制信号转换模块，经控制信号转换模块转换后切换主定量泵切换电磁阀、备用定量泵切换电磁阀工作状态，改变状态指示模块相应热交换制冷单元定量泵的状态指示灯为闪烁提醒状态或红色报警状态；
步骤9：信息处理模块判断压力转换单元出水口压力值是否超出预设阈值范围，当出水口压力值超出预设阈值范围时，发送压力转换单元对应压力调节阀故障信号给显示操控模块、故障报警装置，改变状态指示模块相应压力转换单元对应压力调节阀状态指示灯为红色报警状态。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)通过显示控制单元，水冷机柜可实时检测定量泵、半导体制冷片、风机组件、压力调节阀的工作状态，根据外部电子设备运行状况变化或环境温度变化以冗余方式动态调整半导体制冷片工作工作电流、风机组件工作电压，在线切换主定量泵、备用定量泵的工作状态，水冷机柜出水口冷却水温度可实现±0.5℃控制精度，实现了水冷机柜在较低噪音下可靠工作，可减少了约10％～25％的电能损耗；(2)通过对热交换制冷单元半导体制冷片工作电流、风机组件工作电压的动态冗余调节，有效控制水冷机柜噪音，可满足恶劣环境下大功率、变功率电子设备散热需求；(3)根据环境温度变化或外部水冷电子设备运行工况变化动态调整热交换制冷单元半导体制冷片工作电流、风机组件工作电压，水冷机柜自动采用匹配工况运行，达到良好节能和静音效果，以充分满足恶劣环境下工况变化较大的大功率电子设备或在温差变化较大的环境中工作的电子设备散热要求，并具有结构简单、可靠性高、维修性好、可现场更换等优点。
附图说明
图1为本发明模块化水冷机柜的结构示意图。
图2为本发明中热交换制冷单元的机构示意图
图3为本发明中热交换制冷单元的散热组件结构示意图。
图4为本发明中热交换制冷单元的定流量方式工作原理图。
图5为本发明中热交换制冷单元的压力可配置方式工作原理图。
图6为本发明中压力转换单元的工作原理示意图。
图7为本发明中显示控制单元的工作原理示意图。
图8为本发明模块化水冷机柜的噪音冗余控制方法的初始化流程图。
图9为本发明模块化水冷机柜的噪音冗余控制方法流程图。
图中标号说明
1-柜体2-显示控制单元3-信息采集模块4-信息处理模块5-显示操控模块6-补水箱7-状态指示模块8-热交换制冷单元9-压力转换单元10-减震器11-故障报警装置12-环境温度传感器13-水冷电子设备14-液流管路15-第一进水口自锁液流接头16-进水口温度传感器17-散热组件18-主定量泵切换电磁阀19-备用定量泵切换电磁阀20-冗余泵组件21-主定量泵22-备用定量泵23-流量传感器24-控制信号转换模块25-第一电源模块26-向导式溢流阀27-第一电源滤波器28-出水口温度传感器29-第一出水口自锁液流接头30-航空插座31-半导体制冷片32-水冷换热器33-散热片34-风机组件35-第二进水口自锁液流接头36-进水口压力传感器37-第二电源模块38-压力调节阀39-第二电源滤波器40-出水口压力传感器41-第二出水口自锁液流接头42-水冷电子设备温度传感器
具体实施方式
本发明模块化水冷机柜组成示意图如图1所示，包括柜体1、显示控制单元2、补水箱6、热交换制冷单元8、压力转换单元9、减震器10、故障报警装置11、环境温度传感器12和外部水冷电子设备13，其中显示控制单元2包括信息采集模块3、信息处理模块4、显示操控模块5和状态指示模块7；所述信息采集模块3、信息处理模块4、显示操控模块5、补水箱6、状态指示模块7均设置于水冷机柜顶部，故障报警装置11、环境温度传感器12设置于水冷机柜底部，柜体1底部四角各设置一个减震器10；热交换制冷单元8、压力转换单元9与外部水冷电子设备13之间冷却水通过带平面自锁液流接头管路连通循环，信息采集模块3分别通过带航空插头的电缆与热交换制冷单元8、压力转换单元9连接，信息采集模块3接入信息处理模块4，显示操控模块5分别通过VGA接口、RS422接口与信息处理模块4连接，显示操控模块5通过CPCI总线与信息采集模块3连接；
所述水冷机柜以定流量方式工作时，外部水冷电子设备13的冷却水通过液流管路14连接至热交换制冷单元8，热交换制冷单元8通过与空气强制对流换热将热量散至空气中，温度降低后的冷却水经液流管路14回流至外部水冷电子设备13循环使用；水冷机柜以压力可配置方式或混合方式工作时，从热交换制冷单元8出来的冷却水经水冷机柜内部管路连通至压力转换单元9，压力转换单元9对冷却水出水压力调节后经液流管路14回流至外部水冷电子设备13循环使用。
所述显示操控模块5对热交换制冷单元8、压力转换单元9的不同工作状态、故障信息进行显示，状态指示模块7根据热交换制冷单元8和压力转换单元9的工作状态、故障信息切换对应状态指示灯的颜色。柜体1采用ZL102铝合金铸造而成，底部安装4个无谐振GWF-50型减震器10，可实现在强振动环境中长时间可靠工作。显示操控模块4采用12.1英寸LB121S03-TL01高亮度触摸液晶显示屏。
所述热交换制冷单元8工作原理示意图如图2所示，热交换制冷单元8包括第一进水口自锁液流接头15、进水口温度传感器16、散热组件17、主定量泵切换电磁阀18、备用定量泵切换电磁阀19、冗余泵组件20、主定量泵21、备用定量泵22、流量传感器23、控制信号转换模块24、第一电源模块25、向导式溢流阀26、第一电源滤波器27、出水口温度传感器28、第一出水口自锁液流接头29、航空插座30、出水口压力传感器40、第二出水口自锁液流接头41；
其中主定量泵21、备用定量泵22采用双叶片齿轮泵HTP-212HA，以冗余结构连接于主通路中，正常情况下主定量泵21工作，备用定量泵22待机；主定量泵切换电磁阀18与主定量泵21连接，备用定量泵切换电磁阀19与备用定量泵22连接，当主定量泵21出现故障情况时，在线实现对主定量泵21、备用定量泵22切换，以提高热交换制冷单元7工作可靠性；第一进水口自锁液流接头15和第一出水口自锁液流接头29均采用TSA-8Z05平面自锁液流接头，通过液流管路14与外部水冷电子设备13连通，控制信号转换模块24依次通过YMC防水型卡口式航空插座30、通信电缆与信息处理模块4连接，实现电路、液流通路的接通和断开，方便维修和现场更换；进水口温度传感器16设置于第一进水口自锁液流接头15后端，出水口温度传感器28设置于第一出水口自锁液流接头29前端，有利于保证采集温度数据的精度，从而实现对半导体制冷片31电流和风机组件34电压更加精确的控制，有效保证外部水冷电子设备13工作的稳定性。
所述散热组件17组成示意图如图3所示，包括半导体制冷片31、水冷换热器32、散热片33、风机组件34，其中散热片33采用铝合金精密铸造成型，尺寸为(长×宽x高)240×65x35mm，基板厚度4mm，散热片33分为2片，分别设置于水冷换热器32的上、下两侧，散热片33与水冷换热器32之间分别设置有半导体制冷片31，散热片33与半导体制冷片31之间、半导体制冷片31与水冷换热器32之间均通过螺钉紧固，导热界面间隙填充高导热系数导热胶SE4420，以减小水冷换热器32至半导体制冷片31、半导体制冷片31至散热片33的等效传导热阻；风机组件32采用2组10个DC12伏8412NGMV型风机，半导体制冷片31采用2组8片PCR-12708半导体制冷片，水冷换热器32采用FZ450R12ME型铝合金水冷板，信息采集模块3采集环境温度传感器12或外部水冷电子设备温度传感器42的温度值，经信息处理模块4的数字式PID控制算法根据出水口冷却水温度值与设定温度值的温差△T1计算后，发送控制信号给控制信号转换模块24，对半导体制冷片31电流、风机组件34电压进行实时控制，保证水冷机柜在较低噪音水平下可靠工作。控制信号转换模块24为模拟信号放大装置，根据信息处理模块4的控制信号经放大后调整半导体制冷片31工作电流、风机组件34工作电压和主定量泵切换电磁阀18、备用定量泵切换电磁阀19开关状态。
水冷机柜以定流量方式工作时，外部水冷电子设备13的冷却水通过液流管路14连接至热交换制冷单元8的第一进水口自锁液流接头15，在主定量泵21驱动下与水冷换热器31对流换热，热量经半导体制冷片32、散热片传导33，最后由风机组件34通过与空气强制对流换热将热量散至空气中，温度降低后的冷却水经第一出水口自锁液流接头29、液流管路14回流至外部水冷电子设备13循环使用；水冷机柜以压力可配置方式或混合方式工作时，从交换制冷单元8第一出水口自锁液流接头29出来的冷却水经水冷机柜内部管路连通至压力转换单元9第二进水口自锁液流接头15，经压力调节阀38对冷却水出水压力调节后经第二出水口自锁液流接头41、液流管路14回流至外部水冷电子设备13循环使用。
信息采集模块3实时采集热交换制冷单元8内温度值、流量值和机柜1工作环境温度值、外部水冷电子设备13温度值，根据环境温度变化幅度和反应外部水冷电子设备13运行工况变化的进水口冷却水温度值，在控制水冷机柜噪音和外部水冷电子设备13温升的前提下，经信息处理模块4的PID控制算法根据设定温度值与出水口冷却水温度值的温差值计算后，输出控制信号到热交换制冷单元8内控制信号转换模块24，以动态增大半导体制冷片31电流、风机组件34电压或动态减小风机组件34电压、半导体制冷片31电流的冗余控制方式，控制水冷机柜噪音，出现故障时输出报警信号至故障报警装置11报警。
在水冷机柜中热交换制冷单元8均以定流量方式为单个或多个水冷电子设备13散热时，工作原理如图4所示如下：外部水冷电子设备13的冷却水通过液流管路14连接至热交换制冷单元8的第一进水口自锁液流接头15，冷却液在HTP-212HA双叶片齿轮主定量泵21驱动下与FZ450R12ME型铝合金水冷换热器32内部蛇形光滑液流通道四周壁面强制对流换热，经由半导体制冷片31、散热片33和风机组件34组成的散热组件17散热后温度降低，通过第一出水口自锁液流接头29、液流管路14回流至外部水冷电子设备13循环使用。信息采集模块3采集外部水冷电子设备温度传感器42、环境温度传感器12、进水口温度传感器16、出水口温度传感器28、流量传感器23等传感器的温度、流量信号，送信息处理模块4判断出水口冷却水温度值、定量泵流量值是否在设定阈值范围内及环境温度变化幅度是否超出设定温度阈值范围1.5，℃保持或动态调整热交换制冷单元8半导体制冷片31工作电流、风机组件34工作电压及主定量泵切换电磁阀18开关、状态指示模块7对应热交换制冷单元8状态指示灯状态、故障报警装置11状态。
在水冷机柜为单个或多个水冷电子设备散热时，水冷机柜以定流量方式工作时，工作原理图如图5所示：外部水冷电子设备13通过液流管路14连接到热交换制冷单元8第一进水口自锁液流接头15，冷却水在主定量泵21驱动下与FZ450R12ME型铝合金水冷换热器32内部蛇形光滑液流通道四周壁面强制对流换热，经半导体制冷片31、散热片33和风机组件34组成的散热组件17散热后温度降低，温度降低后的冷却水通过第一出水口自锁液流接头29、液流管路14回流至外部水冷电子设备13循环使用。
在水冷机柜为单个或多个水冷电子设备散热时，水冷机柜以压力可配置方式工作时，工作原理图如图6所示：外部水冷电子设备13通过液流管路14连接到热交换制冷单元8的第一进水口自锁液流接头15，冷却水在主定量泵21驱动下与FZ450R12ME型铝合金水冷换热器32内部蛇形光滑液流通道四周壁面强制对流换热，经半导体制冷片31、散热片33和风机组件34组成的散热组件17散热后温度降低。温度降低后的冷却水通过第一出水口自锁液流接头29、带平面自锁液流接头内部液流管路进入到压力转换单元9的第二进水口自锁液流接头35，压力调节阀38对冷却水压力调整后经出第二出水口自锁液流接头41、液流管路14回流至外部水冷电子设备13循环使用。
信息采集模块3采集外部水冷电子设备温度传感器42、环境温度传感器12、进水口温度传感器16、出水口温度传感器28、流量传感器23、出水口压力传感器40的温度、流量、压力值经过模数转换后，信息处理模块4根据采集的流量、压力值是否超出阈值范围及环境温度变化幅度是否超出设定温度阈值±1.5℃范围，依据出水口设定温度与出水口冷却水温度的温差值△T1，经数字式PID控制算法计算后发送控制信号给控制信号转换模块24，保持或动态调整半导体制冷片31电流、风机组件34电压、主定量泵切换电磁阀18开关、状态指示模块7状态指示灯状态、故障报警装置11状态。
优选地，水冷机柜包括多个不同规格或不同位置的环境温度传感器12，可防止同一规格温度探头造成的同时失效，也能有效避免相同规格温度探头测量造成的误差放大现象，使得对环境温度的测量更加精确，从而实现更加精确的温度控制。
在进一步的实施例中，如图7所示，信息处理模块4包括接受信息采集模块3采集的外部水冷电子设备温度传感器42、环境温度传感器12、进水口温度传感器16、出水口温度传感器28、流量传感器23、进水口压力传感器36、出水口压力传感器40的温度、流量、压力信号并进行判断处理的温度/压力/流量判断模块4-1和采用数字式PID控制算法计算半导体制冷片31调整工作电流、风机组件34调整工作电压的温度/压力/流量计算模块4-2，该温度/压力/流量计算模块4-2采用软件方式来实现，也可以采用硬件方式实现。在进一步的实施例中，可在信息处理模块4增加温度/压力/流量控制信号模块对温度/压力/流量计算模块4-2的电流、电压值进行数模转换，去掉热交换制冷单元8的控制信号转换模块24，减小控制滞后现象，提高控制精度。
温度/压力/流量判断模块4-1用于判断信息采集模块4采集的外部水冷电子设备13温度传感器42、环境温度传感器12、进水口温度传感器16、出水口温度传感器28、流量传感器23、出水口压力传感器40多个温度、流量、压力值是否超出预设阈值范围。预设温度阈值、预设压力阈值范围可在机柜***中根据需要设定，可包括能表明外部设备温度传感器42、环境温度传感器12、进水口温度传感器16、出水口温度传感器28、流量传感器23、出水口压力传感器40等传感器在正常工作状态下所能检测到的温度值、流量值、压力值上限和下限，以及调整半导体制冷片31基准电流、风机组件34基准电压的环境温度阈值范围。
温度/压力/流量计算模块4-2，用于在出水口冷却水温度值超出预设阈值范围时，根据出水口设定温度与出水口冷却水温度的温差值△T1，采用数字式PID控制算法计算后，动态增大或减小半导体制冷片31工作电流、风机组件34工作电压。
所述热交换制冷单元8、压力转换单元9之间及与外部液冷管路14、外部水冷电子设备13均通过带有TSA型平面快速自锁液流接头的管路连接，可实现开机状态下更换热交换制冷单元8，提高了机柜***的可靠性，方便***维修。同时，由于温度传感器同时检测热交换制冷单元8进水口和出水口位置的温度值，更能保证采集温度数据的精度，从而实现对半导体制冷片31工作电流和风机组件34工作电压更加精确的控制，有效保证对外部水冷电子设备13冷却的有效性和可靠性。
需要说明的是，本发明的水冷机柜除了包括前述各实施例中的各部分外，还可包括其余必要设备，在此不作详细描述。所设置的温度传感器个数，除了如图5、图6、图7所示外，即2路环境温度传感器、2路进出水口温度传感器、1路流量传感器、4路压力传感器，为控制进度和监控设备工作状态需要，不同类型传感器可以是大于2个的任意个数，在此不再以附图示出。
在以上水冷机柜的基础上，本发明还提供了一种水冷机柜的冗余温度控制方法，包括一种水冷机柜的初始化方法，具体步骤如下：
步骤1：对所述模块化水冷机柜进行初始化；
步骤A1：确定热交换制冷单元8的工作状态、工作模式；
步骤A2：信息采集模块3分别采集环境温度值、外部水冷电子设备13温度值、压力转换单元9压力值和热交换制冷单元8的进水口温度值、出水口温度值、出水口流量值；
步骤A3：信息处理模块4判断水冷机柜环境温度值是否超过设定阈值范围，不超过设定阈值范围时保持半导体制冷片31基准工作电流、风机组件34基准工作电压不变；超过设定阈值范围上限时，经信息处理模块4处理后增大半导体制冷片31基准工作电流、风机组件34基准工作电压；超过设定阈值范围下限时，减小风机组件34基准工作电压、半导体制冷片31基准工作电流；
步骤A4：信息处理模块4判断温度值、流量值、压力值是否超出预设阈值范围，判断各热交换制冷单元8中定量泵、散热组件17工作状态和压力转换单元9压力调节阀38工作状态是否正常，均不超出预设阈值时，向显示操控模块5发送状态正常信息，状态指示模块7状态指示灯变变为绿色正常状态；温度值、流量值、压力值超出预设阈值时，向显示操控模块5发送报警或信息故障，状态指示模块7指示灯变为闪烁报警状态或红色故障状态。
步骤2：信息采集模块3采集水冷机柜的环境温度值、外部水冷电子设备13温度值、压力转换单元9出水口压力值和热交换制冷单元8进水口温度值、出水口温度值；
步骤3：信息处理模块4判断水冷机柜环境温度值是否超过设定阈值范围，不超过设定阈值范围时保持半导体制冷片31基准工作电流、风机组件34基准电压工作不变；超过设定阈值范围上限时，经信息处理模块4处理后增大半导体制冷片31基准工作电流、风机组件34基准工作电压；超过设定阈值范围下限时，经信息处理模块4处理后减小风机组件34基准工作电压、半导体制冷片31基准工作电流；
步骤4：信息处理模块4判断热交换制冷单元8出水口冷却水温度值是否超出预设温度阈值范围，不超过预设温度阈值范围时，保持半导体制冷片31浮动工作电流、风机组件34浮动工作电压不变，直接转至步骤8；当超出预设温度阈值范围下限时，保持半导体制冷片31浮动工作电流不变，根据出水口冷却水温度值与预设温度阈值的温差值，经信息处理模块4处理后减小风机组件34浮动工作电压；当超出预设温度阈值范围上限时，保持风机组件34浮动工作电压不变，根据出水口冷却水温度值与预设温度阈值的温差值，经信息处理模块4处理后增大半导体制冷片31浮动工作电流；
步骤5：调整风机组件34浮动工作电压或半导体制冷片31浮动工作电流后，信息处理模块4判断热交换制冷单元8出水口冷却水温度值是否超出预设温度阈值范围，不超过预设温度阈值范围时，保持调整后半导体制冷片31浮动工作工作电流、风机组件34浮动工作电压不变，直接转至步骤8；当超出预设温度阈值范围下限时，保持调整后的风机组件34浮动工作电压不变，根据出水口冷却水温度值与预设温度阈值的温差值，经信息处理模块4处理后减小半导体制冷片31浮动工作电流；当超过预设温度阈值范围上限时，保持调整后半导体制冷片31浮动工作电流不变，根据出水口冷却水温度值与预设温度阈值的温差值，经信息处理模块4处理后增大风机组件34浮动工作电压；
步骤6：调整风机组件34浮动工作电压或半导体制冷片31浮动工作电流后，信息处理模块4判断热交换制冷单元8出水口冷却水温度值是否超出预设温度阈值范围，当不超过预设温度阈值范围时，保持调整后半导体制冷片31浮动工作电流、风机组件34浮动电压不变，直接转至步骤8；当出水口冷却水温度值超过预设温度阈值范围下限或上限时，循环执行步骤4～5，直到半导体制冷片31工作电流、风机组件34工作电压均超过设定阈值下限或上限；
步骤7：信息处理模块4判断热交换制冷单元8出水口冷却水温度值是否超出预设温度阈值范围，当出口冷却水温度值高于预设温度阈值范围上限且半导体制冷片31工作电流、风机组件34工作电压均高于预设阈值范围上限时，保持半导体制冷片31电流、风机组件34工作电压至预设阈值范围上限状态工作，向故障报警装置11、显示操控模块5发送故障状态信息，状态指示模块7相应热交换制冷单元8状态指示灯变为红色报警状态；当出水口冷却水温度值超过预设温度阈值范围下限且半导体制冷片31电流、风机组件34工作电压均超过预设阈值范围下限时，保持半导体制冷片31电流、风机组件34工作电压至预设阈值范围下限状态工作，向故障报警装置11、显示操控模块5发送故障状态信息；
步骤8：信息处理模块4判断主定量泵21流量值是否超出预设阈值范围，当流量值超出预设阈值范围时，发送热交换制冷单元8定量泵工作故障信号给显示操控模块5、故障报警装置11，发送切换信号至控制信号转换模块24，经控制信号转换模块24转换后切换主定量泵切换电磁阀18、备用定量泵切换电磁阀19工作状态，改变状态指示模块7相应热交换制冷单元8定量泵的状态指示灯为闪烁提醒状态或红色报警状态；
步骤9：信息处理模块4判断压力转换单元9出水口压力值是否超出预设阈值范围，当出水口压力值超出预设阈值范围时，发送压力转换单元9对应压力调节阀故障信号给显示操控模块5、故障报警装置11，改变状态指示模块7相应压力转换单元9对应压力调节阀状态指示灯为红色报警状态。
详细流程图请参见图8～9，图8中所示的方法开始于步骤S101：
在步骤S102中，信息采集模块3通过读取热交换制冷单元8模式开关状态，经信息处理模块4判断后，确定各热交换制冷单元8是否工作及对应工作模式。
在步骤S103中，信息采集模块3采集柜体1内部环境温度信号、热交换制冷单元8的温度、流量信号或压力转换单元9的压力信号，将每个温度、流量、压力信号模数转换后与相应预设阈值比较，判断是否超出预设阈值范围及传感器工作是否正常，其中预设阈值可在机柜***中根据需要设定，可包括能表明温度、流量、压力传感器在正常工作状态下所能检测到的上限和下限。
在步骤S104中进一步判断所述水冷柜体1环境温度值是否超出27℃的预设温度阈值范围±1.5，℃包括两步，分别为：
在步骤S105中，如果判断环境温度值在预设温度阈值±1.5℃范围以内，即环境温度值在25.5-28.5℃范围时，维持现有半导体制冷片31基准电流、风机组件34基准电压不变；
在步骤S106中，如果环境温度值超出预设温度阈值范围，信息处理模块4根据环境温度值与设定温度阈值的温差值△T1，经数字式PID控制算法计算后在设定基准工作电流、基准工作电压基础上调整半导体制冷片31基准工作电流、风机组件34基准工作电压值，并设定为半导体制冷片31新的基准工作电流、风机组件34新的基准工作电压值。
在步骤S107中进一步判断热交换制冷单元8的温度、流量值是否超出预设流量阈值范围；
在步骤S108中进一步判断热交换制冷单元8流量值超出预设流量阈值范围，包括三步，分别为：
如果判断热交换制冷单元8中主定量泵21流量值不超预设流量阈值范围，在步骤S109中保持主定量泵切换电磁阀18、备用定量泵切换电磁阀19状态控制信号不变，在步骤S110中设置主定量泵21为工作状态，在步骤S111中向显示操控模块5发送对应主定量泵21状态正常信息，状态指示模块7中对应热交换制冷单元8的冗余泵组件20状态指示灯变为绿色状态；
如果判断热交换制冷单元8中主定量泵21流量值超出预设流量阈值范围，在步骤S112中切换主定量泵切换电磁阀18、备用定量泵切换电磁阀19状态控制信号，在步骤S213中切换备用定量泵22至工作状态，在步骤S114中向显示操控模块5发送主定量泵21故障信息，变换状态指示模块7中对应热交换制冷单元8冗余泵组件20状态指示灯至闪烁提醒状态。
切换备用定量泵22至工作状态后，经步骤S115判断，如果热交换制冷单元8流量值仍然超出正常阈值范围，在步骤S120中输出该热交换制冷单元8初始化不成功信息，在步骤S121中输出相应错误代码至显示操控模块5，输出该热交换制冷单元8冗余泵组件20故障报警信号至故障报警装置11，变换状态指示模块7对应热交换制冷单元8冗余泵组件20状态指示灯至红色报警状态。
在步骤S116中进一步判断热交换制冷单元进水口、出水口冷却水温差值△T2是否超出预设温度阈值范围，包括两步，分别为：
如果判断热交换制冷单元8中进水口温度传感器16温度值与出水口温度传感器28温度值的温差值△T2不超出预设温度阈值范围，在步骤117中向显示操控模块5发送散热组件17状态正常信息，状态指示模块7对应热交换制冷单元8中散热组件17状态指示灯变为绿色状态。
如果判断热交换制冷单元8中进水口温度传感器16与出水口温度传感器28的温度温差值△T2超出预设温度阈值范围，在步骤S118中向显示操控模块5发送散热组件17状态故障信息，状态指示模块7对应热交换制冷单元8中散热组件17状态指示灯变为红色报警状态，在步骤S119中输出该热交换制冷单元8散热组件17报警信息至故障报警装置11。
经步骤S116判断热交换制冷单元8中进水口温度传感器16与出水口温度传感器28的温度温差值与经步骤S117判断定量泵流量值均不超出正常阈值范围时，在步骤S122中向显示操控模块5发送交换制冷单元8初始化成功信息。
顺序对其它交换制冷单元8进行初始化，所有交换制冷单元8初始化完成后，在显示操控模块5对相应报警、故障信息进行处理后，即可启动水冷机柜开始工作。
以上为热交换制冷单元8以恒流量方式工作的初始化步骤，如果热交换制冷单元8与压力转换单元9配合以压力可配置方式工作时，增加压力转换单元9压力判断分支即可。
在以上水冷机柜的基础上，本发明还提供了一种水冷机柜的冗余温度控制方法，其详细流程图请参见图9。图9中所示的方法开始于步骤S201。
在步骤S202中，信息采集模块3采集柜体1内部至少两个不同位置的环境温度信号、压力转换单元9的压力信号和交换制冷单元8温度、流量值后，将每个温度、流量、压力值与对应预设阈值比较，判断是否超出预设阈值范围，其中预设阈值可在水冷机柜***中根据需要设定，可包括能表明温度、流量、压力传感器在正常工作状态下所能检测到的温度上限和温度下限。
采集柜体1内不同位置的环境温度值，不仅可减小单点测量中环境温度传感器12出现故障的几率，即只要有其中一个环境温度传感器12有效工作即可保证对环境温度采集有效，而且多点测量值平均更能减小测量误差，保证采集环境温度数据的精度。
在步骤S203中进一步判断所述柜体1内环境温度值是否超出27℃的预设温度阈值±1.5℃范围，包括两步，分别为：
如果判断环境温度值不超过设定温度阈值±1.5℃范围，即环境温度值在25.5-28.5℃范围时，在步骤S204中维持现有半导体制冷片31基准电流、风机组件34基准电压不变；
如果环境温度值超过预设温度阈值±1.5℃范围，信息处理模块4根据环境温度值与设定温度值27℃的温差值△T1采用PID控制算法计算后，在步骤S205中在设定基准工作电流、电压工作基础上调整半导体制冷片31基准工作电流、风机组件34基准电工作压值。
在步骤S206中进一步判断热交换制冷单元流量8温度、流量值是否超出预设流量阈值范围；
在步骤S207中进一步判断热交换制冷单元8主定量泵21的流量值是否超出预设流量阈值范围，包括三步，分别为：
如果热交换制冷单元8主定量泵21的流量值不超出预设流量阈值范围，在步骤S210中保持主定量泵切换电磁阀18、备用定量泵切换电磁阀19状态控制信号不变，在步骤S212中向显示操控模块5发送主定量泵18状态正常信息，状态指示模块7对应热交换制冷单元8冗余泵组件20状态指示灯保持绿色状态；
如果判断热交换制冷单元8主定量泵21流量值超出预设流量阈值范围，在步骤S209中切换主定量泵切换电磁阀18、备用定量泵切换电磁阀19状态控制信号，在步骤S213中切换备用定量泵22至工作状态，在步骤213中向显示操控模块5发送主定量泵21故障信息，变换状态指示模块7中对应热交换制冷单元8冗余泵组件20状态指示灯至闪烁报警状态。
切换至备用定量泵22工作后，在步骤S223中进一步判断备用定量泵22的流量值是否超出预设流量阈值范围，如果热交换制冷单元8流量值不超出预设流量阈值范围，在步骤S224保持状态指示模块7中对应热交换制冷单元8冗余泵组件20状态指示灯为闪烁报警状态；如果热交换制冷单元8备用定量泵22流量值仍然超出预设流量阈值范围，在步骤S224输出错误代码至显示操控模块5，输出冗余泵组件20报警信号至故障报警装置11，变换状态指示模块7对应热交换制冷单元8冗余泵组件20状态指示灯至红色报警状态。
在步骤214中进一步判断热交换制冷单元8出水口温度传感器28的温度值是否超出预设温度阈值范围，包括两步，分别为：
如果判断热交换制冷单元8出水口温度传感器28的温度值不超出预设温度阈值±0.5℃范围时，在步骤S215中保持现有半导体制冷片31浮动工作电流、风机组件34浮动工作电压不变，在步骤S220中向显示操控模块5发送散热组件17状态正常信息，状态指示模块7对应热交换制冷单元8中散热组件17状态指示灯保持绿色状态。
如果步骤214中判断热交换制冷单元8出水口温度传感器28温度值超出预设温度阈值±0.5℃范围上限时，包括两步，分别为：
在步骤S216中根据出水口温度传感器28温度值与预设温度值的温差值△T2，经信息处理模块4数字式PID控制算法计算后增大半导体制冷片31浮动工作电流。
在步骤217中进一步判断热交换制冷单元8出水口温度传感器28温度值是否超出预设温度阈值±0.5℃范围上限，包括两步，分别为：
如果判断热交换制冷单元8出水口温度传感器28温度值不超出预设温度阈值±0.5℃范围上限时，保持调整后半导体制冷片31浮动工作电流和风机组件34现有浮动工作电压不变，转至步骤S220执行。
如果判断热交换制冷单元8出水口温度传感器28温度值超出设定温度阈值±0.5℃范围上限时，在步骤218中保持调整后半导体制冷片31浮动工作电流不变，根据出水口温度传感器28的温度值与设定温度值的温差值△T2，经信息处理模块4数字式PID控制算法计算后增大风机组件34的浮动工作电压。
在步骤219中进一步判断热交换制冷单元8出水口温度传感器28的温度值是否超出预设温度阈值±0.5℃范围上限，包括两步，分别为：
如果判断热交换制冷单元8出水口温度传感器28温度值不超出设定温度阈值±0.5℃范围上限时，在步骤220中保持调整后的风机组件34浮动工作电压、半导体制冷片31浮动工作电流不变，在步骤221中向显示操控模块5发送对应热交换制冷单元8散热组件17状态正常信息，状态指示模块7对应热交换制冷单元8中散热组件17状态指示灯保持绿色状态。
经过步骤216中增大半导体制冷片31浮动工作电流和步骤218中增大风机组件34浮动工作电压后，经步骤219中判断如果交换制冷单元8出水口温度传感器28温度值仍然超出设定温度阈值±0.5℃范围上限时，循环执行步骤216、步骤217、步骤218、步骤219，直至热交换制冷单元8半导体制冷片31工作电流、风机组件34工作电压均达到预设阈值范围上限时，在步骤222中向显示操控模块5发送散热组件17状态故障信息，状态指示模块7对应热交换制冷单元8中散热组件17状态指示灯由绿色变为红色状态。
如果步骤214中判断热交换制冷单元8出水口温度传感器28温度值超出预设温度阈值±0.5℃范围下限时，包括两步，分别为：
在步骤S218中根据出水口温度传感器28温度值与预设温度值的温差值△T2，经信息处理模块4数字式PID控制算法计算后减小风机组件34的浮动工作电压。
在步骤219中进一步判断热交换制冷单元8出水口温度传感器28温度值是否超出预设温度阈值±0.5℃范围下限，转至步骤S216执行，在保持调整后风机组件34的浮动工作电压基础上，根据出水口温度传感器28的温度值与设定温度值的温差值△T2，经信息处理模块4数字式PID控制算法计算后减小半导体制冷片31的浮动工作电流。
在步骤217中进一步判断热交换制冷单元8出水口温度传感器28的温度值是否超出预设温度阈值±0.5℃范围下限，包括两步，分别为：
如果判断热交换制冷单元8出水口温度传感器28温度值不超出设定温度阈值±0.5℃范围下限时，直接转至步骤S220执行，保持调整后半导体制冷片31浮动工作电流和风机组件34现有浮动工作电压不变。
经过步骤216中步骤218中减小风机组件34浮动工作电压和减小半导体制冷片31浮动工作电流后，经步骤217中判断如果交换制冷单元8出水口温度传感器28温度值超出预设温度阈值±0.5℃下限时，循环执行步骤216、步骤217、步骤218、步骤219，直至热交换制冷单元8半导体制冷片31电流、风机组件34工作电压均超过预设阈值范围下时，在步骤222中向显示操控模块5发送散热组件17状态故障信息，状态指示模块7对应热交换制冷单元8中散热组件17状态指示灯由绿色变为至闪烁报警状态。
以上为热交换制冷单元8以恒流量方式工作时动态判断、调节出水口冷却水温度的步骤，如果热交换制冷单元8与压力转换单元9配合以压力可配置方式工作时，增加压力转换单元9出口压力值动态判断分支即可。
综上所述，本发明水冷机柜包括4个模块化的交换制冷单元8，既能以定流量方式单独对外部水冷电子设备13散热，也能与压力转换单元9配合以压力可配置方式对外部水冷电子设备13散热，冗余泵组件20以冗余工作方式提高了***可靠性；进水口温度传感器16、出水口温度传感器28位于热交换制冷单元8冷却水进出水口位置，有利于保证采集温度数据的精确性和可靠性，从而实现对热交换制冷单元8中半导体制冷片31工作电流、风机组件34工作电压更加精确的冗余动态调节，保证水冷机柜在较低噪音水平下可靠工作。

Claims (8)

1.一种模块化水冷机柜，其特征在于：包括柜体(1)、显示控制单元(2)、补水箱(6)、热交换制冷单元(8)、压力转换单元(9)、减震器(10)、故障报警装置(11)、环境温度传感器(12)和外部水冷电子设备(13)，其中显示控制单元(2)包括信息采集模块(3)、信息处理模块(4)、显示操控模块(5)和状态指示模块(7)；所述信息采集模块(3)、信息处理模块(4)、显示操控模块(5)、补水箱(6)、状态指示模块(7)均设置于水冷机柜顶部，故障报警装置(11)、环境温度传感器(12)设置于水冷机柜底部，柜体(1)底部四角各设置一个减震器(10)；热交换制冷单元(8)、压力转换单元(9)与外部水冷电子设备(13)之间冷却水通过带平面自锁液流接头管路连通循环，信息采集模块(3)分别通过带航空插头的电缆与热交换制冷单元(8)、压力转换单元(9)连接，信息采集模块(3)接入信息处理模块(4)，显示操控模块(5)分别通过VGA接口、RS422接口与信息处理模块(4)连接，显示操控模块(5)通过CPCI总线与信息采集模块(3)连接；
所述水冷机柜以定流量方式工作时，外部水冷电子设备(13)的冷却水通过液流管路(14)连接至热交换制冷单元(8)，热交换制冷单元(8)通过与空气强制对流换热将热量散至空气中，温度降低后的冷却水经液流管路(14)回流至外部水冷电子设备(13)循环使用；水冷机柜以压力可配置方式或混合方式工作时，从热交换制冷单元(8)出来的冷却水经水冷机柜内部管路连通至压力转换单元(9)，压力转换单元(9)对冷却水出水压力调节后经液流管路(14)回流至外部水冷电子设备(13)循环使用；
所述热交换制冷单元(8)包括第一进水口自锁液流接头(15)、进水口温度传感器(16)、散热组件(17)、主定量泵切换电磁阀(18)、备用定量泵切换电磁阀(19)、冗余泵组件(20)、主定量泵(21)、备用定量泵(22)、流量传感器(23)、控制信号转换模块(24)、第一电源模块(25)、向导式溢流阀(26)、第一电源滤波器(27)、出水口温度传感器(28)、第一出水口自锁液流接头(29)、航空插座(30)、出水口压力传感器(40)、第二出水口自锁液流接头(41)；
其中主定量泵(21)、备用定量泵(22)以冗余结构连接于主通路中，正常情况下主定量泵(21)工作，备用定量泵(22)待机；主定量泵切换电磁阀(18)与主定量泵(21)连接，备用定量泵切换电磁阀(19)与备用定量泵(22)连接，当主定量泵(21)出现故障情况时，在线实现对主定量泵(21)、备用定量泵(22)切换；第一进水口自锁液流接头(15)和第一出水口自锁液流接头(29)通过液流管路(14)与外部水冷电子设备(13)连通，控制信号转换模块(24)依次通过航空插座(30)、通信电缆与信息处理模块(4)连接，实现电路、液流通路的接通和断开；进水口温度传感器(16)设置于第一进水口自锁液流接头(15)后端，出水口温度传感器(28)设置于第一出水口自锁液流接头(29)前端。
2.根据权利要求1所述的模块化水冷机柜，其特征在于：所述显示操控模块(5)对热交换制冷单元(8)、压力转换单元(9)的不同工作状态、故障信息进行显示，状态指示模块(7)根据热交换制冷单元(8)和压力转换单元(9)的工作状态、故障信息切换对应状态指示灯的颜色。
3.根据权利要求1所述的模块化水冷机柜，其特征在于：所述柜体(1)采用ZL102铝合金铸造而成，柜体(1)底部四角所设置的减震器(10)采用无谐振GWF-50型减震器。
4.根据权利要求1所述的模块化水冷机柜，其特征在于：所述散热组件(17)包括半导体制冷片(31)、水冷换热器(32)、散热片(33)、风机组件(34)，其中散热片(33)分为2片，分别设置于水冷换热器(32)的上、下两侧，散热片(33)与水冷换热器(32)之间分别设置有半导体制冷片(31)，其中散热片(33)与半导体制冷片(31)之间、半导体制冷片(31)与水冷换热器(32)之间均通过螺钉紧固，导热界面间隙填充导热胶，以减小水冷换热器(32)至半导体制冷片(31)、半导体制冷片(31)至散热片(33)的等效传导热阻。
5.根据权利要求1所述的模块化水冷机柜，其特征在于：所述主定量泵(21)、备用定量泵(22)均采用双叶片齿轮泵HTP-212HA。
6.根据权利要求1所述的模块化水冷机柜，其特征在于：所述航空插座(30)为YMC防水型卡口式航空插座。
7.一种基于权利要求1所述模块化水冷机柜的噪音冗余控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：对所述模块化水冷机柜进行初始化；
步骤2：信息采集模块(3)采集水冷机柜的环境温度值、外部水冷电子设备(13)温度值、压力转换单元(9)出水口压力值和热交换制冷单元(8)进水口温度值、出水口温度值；
步骤3：信息处理模块(4)判断水冷机柜环境温度值是否超过设定阈值范围，不超过设定阈值范围时保持半导体制冷片(31)基准工作电流、风机组件(34)基准电压工作不变；超过设定阈值范围上限时，经信息处理模块(4)处理后增大半导体制冷片(31)基准工作电流、风机组件(34)基准工作电压；超过设定阈值范围下限时，经信息处理模块(4)处理后减小风机组件(34)基准工作电压、半导体制冷片(31)基准工作电流；
步骤4：信息处理模块(4)判断热交换制冷单元(8)出水口冷却水温度值是否超出预设温度阈值范围，不超过预设温度阈值范围时，保持半导体制冷片(31)浮动工作电流、风机组件(34)浮动工作电压不变，直接转至步骤8；当超出预设温度阈值范围下限时，保持半导体制冷片(31)浮动工作电流不变，根据出水口冷却水温度值与预设温度阈值的温差值，经信息处理模块(4)处理后减小风机组件(34)浮动工作电压；当超出预设温度阈值范围上限时，保持风机组件(34)浮动工作电压不变，根据出水口冷却水温度值与预设温度阈值的温差值，经信息处理模块(4)处理后增大半导体制冷片(31)浮动工作电流；
步骤5：调整风机组件(34)浮动工作电压或半导体制冷片(31)浮动工作电流后，信息处理模块(4)判断热交换制冷单元(8)出水口冷却水温度值是否超出预设温度阈值范围，不超过预设温度阈值范围时，保持调整后半导体制冷片(31)浮动工作工作电流、风机组件(34)浮动工作电压不变，直接转至步骤8；当超出预设温度阈值范围下限时，保持调整后的风机组件(34)浮动工作电压不变，根据出水口冷却水温度值与预设温度阈值的温差值，经信息处理模块(4)处理后减小半导体制冷片(31)浮动工作电流；当超过预设温度阈值范围上限时，保持调整后半导体制冷片(31)浮动工作电流不变，根据出水口冷却水温度值与预设温度阈值的温差值，经信息处理模块(4)处理后增大风机组件(34)浮动工作电压；
步骤6：调整风机组件(34)浮动工作电压或半导体制冷片(31)浮动工作电流后，信息处理模块(4)判断热交换制冷单元(8)出水口冷却水温度值是否超出预设温度阈值范围，当不超过预设温度阈值范围时，保持调整后半导体制冷片(31)浮动工作电流、风机组件(34)浮动电压不变，直接转至步骤8；当出水口冷却水温度值超过预设温度阈值范围下限或上限时，循环执行步骤4～5，直到半导体制冷片(31)工作电流、风机组件(34)工作电压均超过设定阈值下限或上限；
步骤7：信息处理模块(4)判断热交换制冷单元(8)出水口冷却水温度值是否超出预设温度阈值范围，当出口冷却水温度值高于预设温度阈值范围上限且半导体制冷片(31)工作电流、风机组件(34)工作电压均高于预设阈值范围上限时，保持半导体制冷片(31)电流、风机组件(34)工作电压至预设阈值范围上限状态工作，向故障报警装置(11)、显示操控模块(5)发送故障状态信息，状态指示模块(7)相应热交换制冷单元(8)状态指示灯变为红色报警状态；当出水口冷却水温度值超过预设温度阈值范围下限且半导体制冷片(31)电流、风机组件(34)工作电压均超过预设阈值范围下限时，保持半导体制冷片(31)电流、风机组件(34)工作电压至预设阈值范围下限状态工作，向故障报警装置(11)、显示操控模块(5)发送故障状态信息；
步骤8：信息处理模块(4)判断主定量泵(21)流量值是否超出预设阈值范围，当流量值超出预设阈值范围时，发送热交换制冷单元(8)定量泵工作故障信号给显示操控模块(5)、故障报警装置(11)，发送切换信号至控制信号转换模块(24)，经控制信号转换模块(24)转换后切换主定量泵切换电磁阀(18)、备用定量泵切换电磁阀(19)工作状态，改变状态指示模块(7)相应热交换制冷单元(8)定量泵的状态指示灯为闪烁提醒状态或红色报警状态；
步骤9：信息处理模块(4)判断压力转换单元(9)出水口压力值是否超出预设阈值范围，当出水口压力值超出预设阈值范围时，发送压力转换单元(9)对应压力调节阀故障信号给显示操控模块(5)、故障报警装置(11)，改变状态指示模块(7)相应压力转换单元(9)对应压力调节阀状态指示灯为红色报警状态。
8.根据权利要求7所述的噪音冗余控制方法，其特征在于，步骤1所述对所述模块化水冷机柜进行初始化，具体如下：
步骤A1：确定热交换制冷单元(8)的工作状态、工作模式；
步骤A2：信息采集模块(3)分别采集环境温度值、外部水冷电子设备(13)温度值、压力转换单元(9)压力值和热交换制冷单元(8)的进水口温度值、出水口温度值、出水口流量值；
步骤A3：信息处理模块(4)判断水冷机柜环境温度值是否超过设定阈值范围，不超过设定阈值范围时保持半导体制冷片(31)基准工作电流、风机组件(34)基准工作电压不变；超过设定阈值范围上限时，经信息处理模块(4)处理后增大半导体制冷片(31)基准工作电流、风机组件(34)基准工作电压；超过设定阈值范围下限时，减小风机组件(34)基准工作电压、半导体制冷片(31)基准工作电流；
步骤A4：信息处理模块(4)判断温度值、流量值、压力值是否超出预设阈值范围，判断各热交换制冷单元(8)中定量泵、散热组件(17)工作状态和压力转换单元(9)压力调节阀(38)工作状态是否正常，均不超出预设阈值时，向显示操控模块(5)发送状态正常信息，状态指示模块(7)状态指示灯变变为绿色正常状态；温度值、流量值、压力值超出预设阈值时，向显示操控模块(5)发送报警或信息故障，状态指示模块(7)指示灯变为闪烁报警状态或红色故障状态。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105351900A (zh) * 2015-11-09 2016-02-24 适新科技（苏州）有限公司 一种led固化装置的冷却机构
CN108362164A (zh) * 2018-03-19 2018-08-03 邯郸市绿洲环保设备有限公司 一种改进的换热盘管
CN110850756A (zh) * 2019-09-27 2020-02-28 武汉汉立制冷科技股份有限公司 一种百赫兹激光冷却控制输出***
CN110865566A (zh) * 2019-09-27 2020-03-06 武汉汉立制冷科技股份有限公司 一种100kw二次冷却恒温控制数据输出***
CN110850757A (zh) * 2019-09-27 2020-02-28 武汉汉立制冷科技股份有限公司 一种光纤激光冷水机智能化控制数据输出***
CN112666899A (zh) * 2019-10-16 2021-04-16 新特能源股份有限公司 调节阀组的控制方法、***、电子设备及存储介质
CN112702886B (zh) * 2019-10-22 2022-09-02 华为技术有限公司 一种液冷散热***、散热控制方法及控制芯片
CN114061207B (zh) * 2020-08-04 2023-07-18 合肥华凌股份有限公司 冰箱、冰箱的控制方法和计算机可读存储介质
CN112051465A (zh) * 2020-08-25 2020-12-08 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 一种双通道机载温度传感器故障检测方法及***
CN112928872A (zh) * 2021-01-20 2021-06-08 广东韶钢松山股份有限公司 一种水冷励磁机温度监测方法和***
CN113933675B (zh) * 2021-10-11 2024-03-26 广东富信科技股份有限公司 一种半导体制冷产品检测方法、***

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN200975814Y (zh) * 2006-07-31 2007-11-14 高镜 冶金轧板生产线控制仪器用冷水机
CN201255531Y (zh) * 2008-07-11 2009-06-10 莱尔德电子材料(深圳)有限公司 用于工业设备的水冷却装置
GB0905871D0 (en) * 2009-04-03 2009-05-20 Eaton Williams Group Ltd Cooling distribution unit
JP2011133712A (ja) * 2009-12-25 2011-07-07 Sanyo Electric Co Ltd 電子看板、及び、電子看板における冷却制御方法
CN201846561U (zh) * 2010-10-27 2011-05-25 艾默生网络能源有限公司 液体冷却机柜
CN103900417A (zh) * 2012-12-25 2014-07-02 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 水冷散热器
CN102997510B (zh) * 2013-01-03 2016-01-20 刘玉岭 应用蒸发式冷凝器的压缩冷凝机组、冷水机组和制冷空调机组以及其控制方法

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