(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210974533.4 (22)申请日 2022.08.15 (71)申请人 哈尔滨工业大 学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街92号 申请人 深圳利行 科技有限公司 (72)发明人 王中昊　周永诚　刘金福　于达仁　 李文峰　李中华　 (74)专利代理 机构 哈尔滨华夏松花江知识产权 代理有限公司 23213 专利代理师 于歌 (51)Int.Cl. H05K 7/20(2006.01) (54)发明名称 一种用于数据中心自然冷却的风门控制方 法 (57)摘要 一种用于数据中心自然冷却的风门控制方 法， 涉及电器设备控制技术领域。 本发明是为了 在数据中心利用直接式风侧冷却时， 对新风风 门、 循环风风门、 排风风门的开度进行优化控制。 本发明在明晰直接式风侧经济器物理结构的基 础上， 根据关键组成物理特性做出了部分简化及 合理假设， 分析了各风门控制指令、 风门开度、 风 门流阻系数之间的函数关系， 将之与新风比这一 参数建立联系， 得到了风机功率是流量与新风比 的复合函数， 反映了引入新风所需的代价。 同时， 考虑到新风比是风门开度的函数， 以风机功耗总 和最小为目标函数、 各风门开度为决策变量、 风 量及新风比为外部输入量、 风门开度上下限、 新 风比上下限为约束， 得出了三风门的最优控制规 律。 权利要求书3页 说明书8页 附图4页 CN 115190754 A 2022.10.14 CN 115190754 A 1.一种用于数据中心自然冷却的风门控制方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤一： 在理想状态下风门压降Δpdp的表达式为： 其中， 风门阻力系数 Kdp为风门开度 θdq的函数： 为空气流 量， K'dq为风门全开时的流阻系数， Wf为加权因子， 为泄露参数； 步骤二： 分别将新 风、 排风和循环风 风门开度 θodq、 θedq和 θrcdq带入公式二中获得： 其中， Kodp、 Kedp和Krcdp分别为新风、 排风和循环 风风门的流阻系数， K'odq、 Ke'dq和Kr'cdq分 别为Kodp、 Kedp和Krcdp的初始值； 步骤三： 依照公式一建立新风与混风风门压强差ΔpO2M、 排风与新风风门压强差ΔpE2O 以及排风与混风 风门压强差 ΔpE2M的表达式： 则有： 其中， pOA、 pEA和pMA分别为新风、 排风和混风风门压强， Kodt、 Kedt和Krcdt分别为为新风、 排 风和混风管道的流阻系数， 和 分别为新风、 排风和混风 流量； 步骤四： 当送风 流量等于混风 流量且湿空气中干空气密度恒定时， 存在以下关系： 其中， 和 分别为供风 流量和回风 流量； 步骤五： 定义 新风比γ为 新风流量 在供风流量 中的占比： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115190754 A 2步骤六： 结合公式五、 六和七， 则有： (Kodp+Kodt)γ2+(Kedp+Kedt)γ2＝(Krcdp+Krcdt)(1‑2γ+γ2)公式八， 对上式进行求 解， 获得新 风比γ的表达式为： 步骤七： 将公式七和公式九带入公式四， 则有： 其中， KO和KE分别为新风风道和排 风风道的等效流阻系数； 步骤八： 建立供风与回风 风机的能耗PSF和PRF的表达式： 其中， ΔpSF和ΔpRF分别为供风和回风风机的风门压降， ηSF和 ηRF分别为供风风机和回风 风机整体效率； 则数据中心自然冷却的风机总能耗PVAV,fan为： 其中， ηSF＝ ηRF＝ ηVAV,fan； 步骤九： 结合公式三、 七、 九、 十和十二获得数据中心自然冷却的风机总能耗PVAV,fan与新 风比γ以及θodq、 θedq和 θrcdq之间的关系， 之后调整新风比γ， 并在θodq∈[0,1]、 θedq∈[0,1] 和 θrcdq∈[0,1]条件下使得风机总能耗PVAV,fan最小， 完成数据中心自然冷却 系统中风门 的控 制。 2.根据权利要求1所述的一种用于数据中心自然冷却的风门控制方法， 其特征在于， 步 骤一所述理想状态为： (1)、 空气密度恒定； (2)、 忽略风道及风门中速度压力的变化； (3)、 新风入口处及排 风出口处压力恒为大气压； (4)、 送风 流量等于混风 流量；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115190754 A 3