(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 202111621896.1 (22)申请日 2021.12.28 (71)申请人 中国电力科 学研究院有限公司 地址 100192 北京市海淀区清河小营东路 15号 申请人 国家电网有限公司 　 国网天津市电力公司 (72)发明人 陈洪银　钟鸣　李德智　王松岑　 戚艳　贾晓强　霍现旭　刘超　 尚学军　刘铠诚　张新鹤　芋耀贤　 金璐　 (74)专利代理 机构 北京安博达知识产权代理有 限公司 1 1271 专利代理师 徐国文(51)Int.Cl. H05K 7/20(2006.01) (54)发明名称 一种基于场协同原理的数据中心末端精准 供冷系统和方法 (57)摘要 本发明提供了一种基于场协同原理的数据 中心末端精准供冷系统和方法， 包括： 气流调节 装置和控制装置； 所述气流调节装置安装于数据 中心机柜下方， 作为数据中心机柜冷通道的入 口， 并与控制装置连接， 用于基于控制装置的控 制信号调节送向数据中心机柜的供冷气流； 所述 控制装置与气流调节装置连接， 用于获取和根据 数据中心机柜的负载量， 利用场协同原理计算供 冷量， 并基于所述供冷量向所述气流调节装置发 送控制信号； 本发明中气流调节装置和控制装置 安装便捷， 均能在不改变数据中心本身供冷系统 结构的前提下安装； 通过控制装置利用场协同理 论进行流场和温度场的耦合分析， 根据最佳协同 角计算风向和风量， 按需供冷， 解决局部热点问 题， 提高冷量利用率。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 114449845 A 2022.05.06 CN 114449845 A 1.一种基于场协同原 理的数据中心末端精准供冷系统， 其特征在于， 包括： 气流调节装 置和控制装置； 所述气流调节装置安装于数据中心机柜下方， 作为数据中心机柜冷通道的入口， 并与 控制装置连接， 用于基于控制装置的控制信号调节 送向数据中心机柜的供冷气流； 所述控制装置与气流调节装置连接， 用于获取和根据数据中心机柜的负载量， 利用场 协同原理计算供冷量， 并基于所述供冷量向所述气流调节装置发送控制信号。 2.如权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述气流调节装置包括： 垂直方向气流组织 调节装置(1)和水平方向气流组织调节装置(2)； 所述水平方向气流组织调 节装置(2)和垂直方向气流组织调 节装置(1)等长等宽， 所述 水平方向气流组织调节装置(2)位于垂直方向气流组织调节装置(1)下方与所述垂直方向 气流组织调节装置(1)连接； 所述垂直方向气流组织调节装置(1)水平安装于数据中心机柜下方作为数据中心机柜 冷通道的入口， 并与控制装置连接； 所述垂 直方向气流组织调节装置(1)用于基于控制装置 发送的控制信号， 进行垂直方向的气流调节； 所述水平方向气流组织调节装置(2)水平安装于数据中心机柜的供冷送风口上方， 并 与控制装置连接； 所述水平方向气流组织调节装置(2)用于基于控制装置发送的控制 信号， 进行水平方向的气流调节。 3.如权利要求2所述的系 统， 其特征在于， 所述垂直方向气流组织调节装置(1)， 包括： 导流板叶片(3)、 导 流板执行机构(4)和外 部框架(6)； 各导流板叶片(3)的两端通过各导流板执行机构(4)平行且均匀安装于外部框架(6) 内； 所述导流板执行机构(4)与控制装置连接， 用于基于控制装置发送的控制信号， 改变连 接的导流板叶片(3)角度， 调节 垂直方向的气流； 其中， 控制装置向导 流板执行机构(4)发送的控制信号， 为 导流板叶片(3)的角度。 4.如权利要求3所述的系统， 其特征在于， 所述垂直方向气流组织调节装置(1)， 通过支 撑结构(5)对导 流板叶片(3)和其连接的导 流板执行机构(4)进行均匀分组； 所述导流板执行机构(4)分组与控制装置连接， 用于分组接收控制装置发送的控制信 号。 5.如权利 要求3所述的系统， 其特征在于， 导流板叶片(3)的调 节角度为0 ° ‑90°， 当各导 流板叶片(3)角度均为0 °时垂直方向气流组织调节装置(1)完全闭合， 当导流板叶片(3)角 度90°时与水平面垂直。 6.如权利要求3或4所述的系统， 其特征在于， 所述导流板叶片(3)材质为铁板， 厚度范 围为0.5m m‑1mm， 宽度范围为5 cm‑10cm。 7.如权利要求2所述的系 统， 其特征在于， 所述水平方向气流组织调节装置(2)， 包括： 变速风扇(7)； 所述变速风扇(7)均匀分布， 与控制装置连接， 用于根据控制装置发送的控制信号改变 转速， 进行 水平方向的气流调节； 其中， 控制装置向变速风扇(7)发送的控制信号， 为变速风扇(7)转速对应的电压信号。 8.如权利要求7所述的系统， 其特征在于， 所述水平方向气流组织调节装置(2)， 通过支权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114449845 A 2撑框架(8)对变速风扇(7)进行均匀分组； 所述变速风扇(7)在组内串联 连接； 所述变速风扇(7)分组与控制装置连接， 用于分组接收控制装置发送的控制信号。 9.如权利要求7或8所述的系 统， 其特征在于， 所述变速风扇(7)为无极变速风扇， 由0 ‑ 12V直流电源供电。 10.如权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述控制装置与数据中心机柜通讯连接， 用 于获取数据中心机柜的负载量。 11.一种基于场协同原理的数据中心末端精准供冷方法， 其特 征在于， 包括： 通过控制装置根据获取的数据中心机柜的负载量， 计算气流调节装置需要提供的供冷 量， 并基于所述供冷量向气流调节装置发送控制信号； 通过所述气流调节装置基于控制装置发送的控制信号， 调节送向数据中心机柜的供冷 气流； 其中， 所述气流调节装置需要提供的供冷量， 是基于场协同原理， 通过计算流场和温度 场的最佳协同角得到的。 12.如权利要求11所述的方法， 其特征在于， 通过控制装置根据数据中心机柜的负载 量， 计算气流调节装置需要提供 的供冷量， 并基于所述供冷量向气流调节装置发送控制信 号， 包括： 通过控制装置根据数据中心机柜的负载量， 分别计算垂直方向气流组织调节装置(1) 和水平方向气流组织调节装置(2)需要提供的供冷量； 通过控制装置基于所述供冷量分别向所述垂直方向气流组织调节装置(1)和水平方向 气流组织调节装置(2)发送控制信号。 13.如权利要求11所述的方法， 其特征在于， 所述通过所述气流调节装置基于控制装置 发送的控制信号， 调节 送向所述数据中心机柜的供冷气流， 包括： 通过垂直方向气流组织调 节装置(1)， 基于控制装置发送的控制信号， 调节送向数据中 心机柜的垂直方向的气流； 通过水平方向气流组织调 节装置(2)， 基于控制装置发送的控制信号， 调节送向数据中 心机柜的水平方向的气流。 14.如权利要求13所述的方法， 其特征在于， 所述通过垂直方向气流组织调 节装置(1)， 基于控制装置发送的控制信号， 调节 送向数据中心机柜的垂直方向的气流， 包括： 通过各组导流板执行机构(4)， 基于控制装置发送的控制信号调 节本组导流板叶片(3) 的角度， 改变气流 流向， 调节 送向数据中心机柜的垂直方向的气流； 其中， 控制装置向导 流板执行机构(4)发送的控制信号， 为 导流板叶片(3)的角度。 15.如权利要求13所述的方法， 其特征在于， 所述通过水平方向气流组织调 节装置(2)， 基于控制装置发送的控制信号， 调节 送向数据中心机柜的水平方向的气流， 包括： 通过各组变速风扇(7)， 基于控制装置发送的控制信号调节自身转速， 改变风速， 调节 送向数据中心机柜的水平方向的气流； 其中， 控制装置向变速风扇(7)发送的控制信号， 为变速风扇(7)转速对应的电压信号。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114449845 A 3