浅述微模块数据中心制冷空调方案的选择

简述了微模块数据中心概念及发展现状,分别介绍了单柜微模块数据中心、单列微模块数据中心的系统组成及空调方案。假设一个组级微模块样本,以列间机房空调方案的数值为基准值,按照单机柜散热量为3 kW^10 kW的不同情况,分别计算出1~10个不同模块数量时下送风机房空调方案的面积比及运行功率比。应依据不同应用场景及机柜散热量选择合理的空调机组方案。     

应用CFD探索机房精密空调的最佳轮巡备份策略

制冷系统的建设是数据中心节能的关键。在数据中心用于冷却机柜热负荷的空调都留有一定的裕度,国标要求单台空调必须留有15％～20％的制冷余量。常规做法是对数据中心的设备进行N＋X冗余冷却,与此相对应的空调运行方案是轮巡备份。普通轮巡备份方案存在种种弊端,也缺乏科学依据。为避免轮巡备份的盲目性,应用CFD探索机房精密空调的最佳轮巡备份策略具有重要意义。通过对一个数据中心的典型案例进行CFD研究表明：不同的轮巡备份策略下的机房热环境是不同的,某些轮巡备份方案可能会导致机柜得不到足够的冷量而出现过热,造成设备宕机;对单个机柜而言,由于不同的轮巡策略下获得的冷量不同,其能承载的设备负荷具有可变性。在制定空调的轮巡备份方案时,必须利用CFD对机房环境进行科学的热评估,根据计算结果去探索最佳的轮巡备份策略,从而拟定和执行合理的轮巡备份方案。     

三种一体化机柜制冷方案的应用对比

传统的精密空调制冷方案存在诸多不足,已无法满足高热密度服务器机柜的散热要求。本文介绍的3种一体化机柜制冷方案单柜式、单列式、双列式,能够有效克服传统制冷方案的不足。3种方案的设计和散热循环工作原理有着不同特点,满足不同的应用需求。此外,以水冷式制冷为例进行测试对比,3种方案的冷量利用效率都在70%以上,比传统精密空调制冷系统提升10%~20%。     

新型蒸发冷却空调系统在数据中心的运行测试分析

针对数据中心空调系统全年不间断供冷、运行能耗高的特点,提出一种由蒸发冷却冷水机组作为全年主导冷源,并结合乙二醇自由冷技术的数据中心用新型蒸发冷却空调系统,充分利用室外环境干空气能与冬季自然冷源,实现干燥地区数据中心全年完全自然冷却。本研究的目的在于,介绍新系统的工作原理,分析系统运行中蒸发冷却冷水机组运行参数以及新型蒸发冷却空调输配系统在数据中心运行过程中参数变化规律,并讨论其节能性,为数据中心冷却工作提供新思路。以新系统实际应用工程——乌鲁木齐某数据中心(冷负荷为2760kW)为研究对象,选取最热月的典型日,通过对系统进行逐时运行参数的实际测试,得出空调系统各换热环节热量传递过程的温度、热量变化规律。在乌鲁木齐夏季最热时,蒸发冷却冷水机组全天出水温度范围在13.1～16.9℃,平均值为14.9℃,新型蒸发冷却空调系统COP值为6.65kW/kW,相比传统机房制冷系统节能率超过60%。     

分离式热管空调对机房温度控制效果的试验研究

为进一步研究用于数据中心机房节能减排的技术手段,利用热管原理,开发配套机柜使用的分离式热管空调。通过控制机柜的热负载功率,在实际应用场所测试分离式热管空调的出风温度和回风温度以评估其制冷效果,要求当每个机柜的热负载不大于7 kW时,机柜出风温度不高于27℃。测试数据显示:此类空调在控制机房温度上的效果显著,为该类产品的进一步开发提供依据。     

数据中心冷却技术的发展与演进

对数据中心冷却技术的发展与演进进行阐述与分析。从数据中心的冷却对象对温湿度的环境要求出发,重点介绍ASHRAE TC9.9《数据处理设备热指南》的技术要求演进,根据其所划分的4个等级的数据中心热环境,得到相关结论;分析不同的冷却方案与不同气流组织形式之间的对应关系;通过对比风冷与水冷的传热技术参数,发现随着数据中心的大规模扩张和单机柜功率密度的增大,水冷技术的规模效应和节能优势得以凸显;对自然冷却技术(直接或间接自然冷却)的应用进行分析,指出结合地理气象条件和建筑特点,有多种冷却技术可以联合应用。     

数据中心热管背板空调应用实测研究——机房空气流场分析

介绍用于数据中心的热管背板空调系统的运行原理,通过现场试验,发现背板空调在实际应用时,可能出现机房温度上热下冷,机柜回风温升过高的问题。理论分析及试验验证表明,机柜缝隙密封、机柜内负载均匀布置、背板空调自带风机等方式可有效解决上述问题。     

冷却装置嵌入式数据中心机柜供冷效果研究

针对目前数据中心空调系统在冷量供应环节普遍存在的能耗大、冷却效果差等问题,本文提出将冷却装置嵌入机柜内部以实现对服务器的定量化精确供冷,利用已通过实验验证的CFD仿真平台,研究了冷却装置的排布方式和运行参数对供冷效果的影响。结果表明:当冷却装置位于两排服务器中间时冷却效果最好,温度合格系数为100%,相比于冷却装置位于两排服务器之下的初始结构,标准差和均匀系数均下降了66.67%。在风机的额定风量达到2000 m^3/h后,增大额定风量对冷却效果的提升明显减弱,在2000~2400 m^3/h范围内,平均温度和最高温度的变化量均在0.5℃左右;当风机的额定风压为250 Pa时,机柜的冷却效果最好,标准差和均匀系数最小,分别为0.66℃和0.016;当进风温度由25℃升至29℃时,服务器整体温度提高,但温度均匀性几乎不受影响,标准差和均匀系数的变化幅度最大值分别仅为0.05℃和0.002。     

Facebook数据中心热环境仿真及室内空气品质分析

Facebook在美国俄勒冈州的数据中心采用的是空气侧全新风自然冷却方案。本文针对其建筑结构与冷却方案结合且无管道的特点,采用计算流体力学仿真手段进行物理建模和热环境模拟。结果表明,当室外新风进风温度为10℃时,可以实现全新风自然冷却。机房3 kW机柜区域垂直温度场分布均匀性很好,21 kW三联柜区域垂直温度场分布较为均匀,机柜冷却指数RCI_(HI)和RCI_(LO)分别为99.76%和100%。并指出,新风自然冷却还要考虑空气品质的要求,固体颗粒物的洁净度等级须达到ISO中8.5级,有害气体对铜或银2种金属的腐蚀程度须达到G1级别,新风自然冷却方案的实施要做好方案经济性和运维管理。     

多联式机房空调系统试验研究

针对数据机房、基站全天候空气调节需求,提出多联式机房空调系统,设计制冷量为40 kW的室外机及一台制冷量10 kW的室内机、2台制冷量15 kW的室内机,在标准焓差试验室进行性能试验,结果表明:多联式机房空调系统具有很好的节能效益,化解了定速单元式机房空调能量调节不足问题;与定速单元式机房空调相比,全年能效比AEER提升50%;多联式机房空调系统降低机组成本,提高了空间利用率;各室内机制冷量、显热比达到设计指标,为空调系统的稳定性和实用性提供保障;该技术为数据中心、信息基站等高发热量空间的低成本、高能效温控需求提供了新的途径。     

间接蒸发冷却技术在北京地区数据中心的应用分析

结合北京地区的气候特点,分析了间接蒸发冷却空调在数据中心不同送/回风温度、冷却效率时的切换温度及全年运行时长;通过建立计算模型,计算了对应不同空调送/回风温度、间接冷却效率时的能耗情况,并以某数据中心为例,计算了采用间接蒸发冷却空调和传统空调的初投资、运行费用等;根据计算结果分析,同等冷却效率下,提高空调送回风温度可显著降低全年空调电耗;采用间接蒸发冷却空调比传统空调节省电耗44%。     

蒸发冷却式热管与蒸气压缩复合数据中心空调系统性能实验研究

为解决传统数据中心空调系统能耗高和冷却效率低等问题,本文提出了带有蒸发式冷凝器的制冷剂泵驱动热管与蒸气压缩复合数据中心空调系统,实验分析了不同室外温度与冷凝器风速下系统的运行性能.结果表明:在热管模式下,当室外温度低于0℃时,降低冷凝器风速能够提升系统COP;当室外温度高于0℃时,增大室外机风速能够提高系统节能性.降低...     

数据中心设备冷却要求及空调方案选择

数据中心IT设备进风温度的确定,需要考虑设备本身的冷却要求并兼顾节能。数据中心空调有多种选择,本文对数据中心IT设备的最佳进风温度进行了分析,并根据总拥有成本(TCO)对多种数据中心空调方案进行了分析对比。     

空调送风参数对数据中心热环境的影响

选择合适的送风参数有利于机房IT设备的安全运行,提高冷量的利用率,还可以最大限度利用自然冷源,降低数据中心能耗。利用6SigmaRoom软件模拟不同送风参数下机柜进风温度分布以及0.2 m,0.8 m,1.6 m水平横截面温度分布,并分析送风参数改变对制冷能耗和风机能耗的影响。结果表明,回风温度为32℃时,送风温度从16℃提高到20℃,单台空调送风量从1.9 m3/s增加到2.5 m3/s,机房1.6 m截面处最高温度可从35℃降低到33℃,制冷能耗可减少2.73%。     

高热密度数据中心水冷解决方案

随着高性能服务器等I设备的应用,高热密度数据中心对机房制冷提出更高的要求。本文分析了传统机房空调制冷和机柜应用的现状,以及高热密度机柜的制冷特点,研究了几种机柜水冷制冷解决方案特点,并给出了一个方案测试结果,为高热密度数据中心制冷指出了解决方案和应用方向。     

集装箱式数据中心吊顶式空调的研制

简要介绍集装箱式数据中心吊顶式空调的结构和系统原理,将其与普通机房空调进行测试对比,测试结果表明,吊顶式空调的能效比远高于普通机房空调,显热制冷量也高于普通机房空调,比普通机房空调更节能。     

含高热密度机柜的IT机房空调的节能措施

如今设有高热密度机柜的IT机房越来越多,传统机房空调设计中存在着使这种机房空调能耗增加的误区,即单纯追求机房内的环境温度,而忽略了如何有效地带走每台高热密度机柜的散热量这一核心问题。本文针对此问题,总结如下4个简单易行的节能措施:当单个服务器容量超过5kW时,可采用冷气流或热气流通道封闭;当单个服务器容量超过8kW时,可采用行级制冷或机柜级制冷;当高热密度机柜和普通机柜并存时,应均匀分布高热密度机柜;合理布局机房空调。     

间接蒸发冷却技术在国内外数据中心的应用研究

根据数据中心设计规范要求,介绍了数据中心IT设备需要的热环境和送回风温湿度,引出了间接蒸发冷却技术应用于数据中心时对应的3种节能运行模式并对运行模式的切换条件进行了计算分析,介绍了3种不同间接蒸发冷却换热芯体在数据中心的应用实例并对国内外现有企业的相关产品主要性能参数进行了分析。总结出利用自然冷源,采用间接蒸发冷却以机械制冷作为冷量补充的组合式空调机组将会是未来大型新建数据中心的发展趋势。     

基于湿帘蒸发冷却技术回收利用制冷冷凝水的分体式空调设计与实验应用

分体式空调在我国建筑中广泛使用,暖通空调能耗占建筑能耗可达到40%~50%,分体式空调的节能优化设计是空调节能的重要环节。分体式空调在湿负荷较大的场所,每1kW冷负荷每小时产生约0.8kg的冷凝水,冷凝水温度较低约为10~15℃。空气露点温度越高,含湿量越大,产生的冷凝水越多,而冷凝水需要设置排水管进行有组织排放,这既造成冷凝水冷量浪费又增加了排水管的管材使用。本文提出了一种基于湿帘蒸发冷却技术回收利用制冷冷凝水的分体式空调设计与实验应用。通过实验、计算和对比分析出利用制冷冷凝水后的实际节能效果,结果表明:通过利用湿帘蒸发冷却回收利用制冷冷凝水的分体式空调不仅可以提高制冷量约4.612%和能效比约9.302%,降低冷凝温度约4.685%,而且不需要设置排水管。     

间接蒸发冷却空调系统在国内外数据中心的应用

介绍了数据中心IT设备热环境要求和数据中心风侧自然冷却方式,同时提出了间接蒸发冷却空调技术的几种不同形式,主要是对间接蒸发自然冷却空调系统在国内外数据中心的应用形式进行了分析,给出了其所具有的"1+1+1梯级冷却"三种节能运行模式以及数据机房内相应的气流组织方案,总结出间接蒸发自然冷却空调系统将会是大型新建数据中心空调系统未来发展的一个趋势。