某数据机房气流组织模拟及运行优化

对某采用风管精确送风的数据机房进行数值模拟,分析机房的温度场和气流组织情况,评估了部分空调机组出现故障或空调温度设定值提高时,机房的温度场分布及对设备运行安全的影响。CFD模拟结果表明,风管送风温度偏低,运行中可能存在结露的风险;如果1台空调压缩机出现故障,在维修恢复前将该台空调整机关停可减轻故障对机柜散热的影响;如果把温度设定值从22℃提高到25℃,机房整体温度随之升高,机柜进排风温度也会上升2~3℃,运行不安全。     

送风布局对数据机房封闭冷通道内气流组织影响的数值模拟研究

针对数据机房在地板正向送风形式下在冷通道内所存在的气流组织不均匀现象,通过CFD数值模拟方法,分析了地板侧向送风、双向侧向送风、双向正向送风3种送风形式对冷通道内气流环境的影响。分析结果显示,侧向送风在冷量利用率、机柜进风均匀性方面较正向送风形式有很大优势,但存在送风方向性问题。正向与侧向两者冷量利用率在双边送风后都有所提升,在提升效果上,正向送风提升较多。     

通信机房空调气流组织合理化研究

通过对选定的某上送风和机架下送风机房建立CFD计算模型,利用Fluent模拟得出两种空调气流组织形式下机房内环境情况,得出机架下送风的气流组织方式能更有效地降低数据设备的温度;该下送风机架内部在现有设备布置方式下距机架出风口距离近的部位具有更佳的换热效果。两机房的实测数据表明机架下送风较上送风能源利用效率高出32.7%,因而通信机房在层高满足的条件下应优先采用合理的机架下送风。     

数据机房不同下送风方式的模拟分析及对比

随着通信行业服务器的快速发展,电子元件的散热量越来越大.由于数据机房对室内环境要求较高,合理地设计气流组织才能确保设备长久稳定的运行.通过CFD模拟的方法对3种不同的送风方式进行了研究,比较分析机房的温度场和速度场,得出了较合理的气流组织形式,为今后数据机房气流组织的设计以及实现机房温度有效控管和节能改造提供了依据.     

水平送风工况下CRAC机组间距对机架散热的影响

本文研究架空地板数据中心CRAC水平送风方式下四种CRAC机组送风间距对机房内机架散热和穿孔地板气流分布的影响,分析四种CRAC送风间距的机房机架入口温度和通过穿孔地板的体积流量,比较四种工况的机架设备散热情况和热循环,为今后数据机房设计以及机房热管理和节能改造提供了依据。     

数据中心机房气流组织研究在某机房的应用

以联通某数据中心实例为对象,通过CFD模拟软件6Sigma Room建立机房模型,对其架空地板送风、上部回风的气流组织形式和室内热环境进行模拟,对机房内出现局部热点的原因进行分析。采用定点背板空调改造方案后,与改造前的气流组织及室内热环境进行了对比。结果表明:增加背板空调后,机房局部热点问题消失,冷热气流混合减小。     

地板送风房间的气流组织与热舒适性

综合考虑地板送风参数及其室内气流组织及舒适性的影响,采用CFD技术对地板送风房间的气流组织进行数值模拟,并用空气分布特性指标(ADPI)对模拟结果进行评价,为地板送风可以使房间达到良好稳定的气流组织及舒适性提供了有效根据。     

从气流组织优化角度确定数据机房建筑条件

以标准化数据机房工程实例为对象,运用CFD模拟软件建立了数学和物理模型,根据实际运行工况对数据机房气流组织进行了模拟,得出该数据机房单机柜功率的最大值。模拟分析了架空地板高度和是否封闭冷热通道2个因素对服务器冷却效果的影响,从气流组织优化角度对标准化数据机房的建筑条件给出了合理化建议。     

基于■损失的数据机房热环境优化研究

针对现有数据机房热环境评价指标不足,将热学原理■损失方法应用于机房热环境评价。以某典型数据中心机房为例,建立了风管上送风、地板下送风和机柜前送风后回风3种气流组织模型,将热学原理■损失评价结果与数值模拟结果进行了对比,验证了该方法的合理性。以地板下送风为例,运用■损失方法,评估了封闭冷/热通道优化方式对数据机房热环境的影响程度。与其他指标评价方法相比,■损失评价方法不仅可以有效评价数据机房气流组织形式,还可以量化系统传热过程中冷热气流掺混造成的热损失,可以更加全面地评价机房热环境。     

数据中心三种送风方式的对比研究

本文利用CFD模拟软件6SigmaRoom对数据中心机房中常见送风方式(上送风、下送风、列间送风)进行模拟研究,通过分析性能指标、能源利用效率等来比较这3种送风方式的制冷效果及气流组织的合理性。最后通过改变机房设备负荷,来探讨3种送风方式在不同设备发热量下对机房热环境及能源使用效率的影响。研究结果显示,在机房负荷、机柜布置方式、空调系统制冷量等参数一定的情况下,列间送风可获得较高的能量利用率和较好的气流组织形式。本文研究结果可为数据中心的绿色化建设提供参考。     

Study of hot air recirculation and thermal management in data centers by using temperature rise distribution

One of the key challenges in reducing the energy consumption of data centers is to improve the efficiency of air conditioning units. The efficiency is increased when the temperature of the supply air rises; however, the hot air recirculation and hot spots may limit the rise of temperature of the supply air to ensure normal operation of servers. To solve this problem, the energy equation is modeled to separate the thermal influence of each server or rack, and the temperature rise distribution (TRD) is proposed to illustrate the recirculation efficiency in data centers. Based on the TRD, two recirculation ratios are suggested to evaluate the recirculation of each rack in the data center. An algorithm is suggested to optimize the power distribution among racks to minimize the maximum temperature inside the data center, reduce the number of hot spots, and provide more space for increasing the temperature of the supply air. The metrics and algorithm are tested and proved efficient by a computational fluid dynamics (CFD) case.     

秦岭特长公路隧道火灾温度场分布试验研究

特长公路隧道火灾 ,扑救困难 ,易造成严重损失 ,是影响隧道安全运营的一个关键因素。借助火灾模型试验 ,以火灾规模和通风风速作为两个主要的影响因素 ,研究了火灾时隧道内温度场的纵向及横向分布规律 ,以及火灾时温度场的扩散范围。并根据试验成果对秦岭隧道结构的防火措施、设备的布置方案、火灾时通风风速的设定以及行车距离的限制等给出了合理的建议     

某数据中心室内空调气流组织的模拟研究

以天津某数据中心工程实例为对象,通过CFD模拟软件6SigmaRoom建立了数学和物理模型,并对列间空调系统前送后回的气流组织形式以及室内热工环境进行模拟,对比分析了机房内不同高度平面的速度分布和温度分布,根据模拟得到的流线、速度分布、温度分布来检验室内是否存在局部热点问题。针对局部热点问题提出提高送风量方案、改变空调布置形式方案和封闭冷通道优化方案,并进行模拟结果对比分析,提出了针对该数据中心的气流组织优化建议。     

湿热地区建筑被动式防热设计与节能的探讨——以广州为例

探讨了湿热地区城市热环境现状、建筑防热设计措施,以及改善居住区热环境的策略,以期满足人们对城市环境热安全性和热舒适性的要求,在创造美好的城市居住环境同时考虑建筑节能和经济性。     

数据机房用分离式热管散热器运行特性分析

信息化水平的不断提高直接带来了数据中心耗电量的急剧增加。数据机房不同于一般的公共建筑,考虑到隔热、隔湿及洁净度的要求,即使在冬季也需供冷降温。而在满足散热需求的前提下,最大限度利用自然冷源则是降低空调能耗的最有效方法。但目前自然冷源的利用中常出现受环境影响大、节能效率低等问题,热管式散热器能将室内外空气完全隔绝,具有启动温差小、体积小、安装灵活等优点,在机房节能中有很大的应用潜力。以节能和良好的环境适应性为目标,对数据机房应用分离式热管的被动式散热方式进行了理论分析。以本学科工程领域现有技术为基础,理论分析了应用分离式热管的意义及优势,定义了分离式热管蒸发段及冷凝段的换热效率,建立了数据机房应用分离式热管散热系统的理论分析模型,以某名义排热量为30 kW的管翅式换热器为例,研究换热效率随风量的变化关系,得出分离式热管散热下可运行的最高允许室外温度、全年运行时间、功耗及全年节电量等关键参数。以某一30 kW冷负荷数据机房为模型进行CFD软件模拟,获得了采用分离式热管散热器的机房内部温度场分布,并与普通空调进行了比较。针对室外温度下降所引起的室内侧送风温度过低问题,提出减小室外侧风量的具体改进措施。利用理论模型设计分离式热管换热系统蒸发段和冷凝段,提出可根据热负荷及实际机房灵活配置,建设成本低,有效适应机房现有散热系统的方法。主要结论如下:(1)分离式热管散热器应用于数据机房散热,换热效率随着风量增加而减小,分离式热管散热器应用于数据机房散热,换热效率随着风量增加而减小,但可利用室外冷源的温度升高,可利用室外冷源的时间也随之增加,可根据换热器及所在地区设计最佳风量。(2)分离式热管散热下风量较大时,机柜进风温度比普通空调散热更为均匀,机房内热环境更好,可减少机房内局部热点。(3)若风量不变,分离式热管散热器蒸发段送风温度随室外温度降低,并有可能低于机房送风的标准温度。可通过减小室外侧风量使室内蒸发段出风温度满足数据机房送风温度,同时散热器的能效也可进一步提高。     

室内空气流动的简捷数值模拟方法

概要介绍了N点风口动量模型、新零方程湍流模型及误差预处理数值算法，利用这些模型和方法对某采用百叶风口的办公室内温度场和速度场进行模拟计算，并与实验数据进行比较，表明计算值与实测值吻合得较好；在普通微机上能快速合理地模拟室内温度场和速度场，可用于实际工程指导通风空调气流组织设计和分析。     

Measurements and predictions of the air distribution systems in high compute density (Internet) data centers

When equipment power density increases, a critical goal of a data center cooling system is to separate the equipment exhaust air from the equipment intake air in order to prevent the IT server from overheating. Cooling systems for data centers are primarily differentiated according to the way they distribute air. The six combinations of flooded and locally ducted air distribution make up the vast majority of all installations, except fully ducted air distribution methods. Once the air distribution system (ADS) is selected, there are other elements that must be integrated into the system design. In this research, the design parameters and IT environmental aspects of the cooling system were studied with a high heat density data center. CFD simulation analysis was carried out in order to compare the heat removal efficiencies of various air distribution systems. The IT environment of an actual operating data center is measured to validate a model for predicting the effect of different air distribution systems. A method for planning and design of the appropriate air distribution system is described. IT professionals versed in precision air distribution mechanisms, components, and configurations can work more effectively with mechanical engineers to ensure the specification and design of optimized cooling solutions.     

透壁式通风管–块石复合路基降温效果模型试验及数值模拟

为研究透壁式通风管–块石复合气冷路基的降温效果,针对年均气温-3.5℃,平均风速2.5 m/s,主导风向为西北方向的高原环境条件开展了室内模型试验,对比分析了单一块石路基和透壁式通风管–块石复合路基的孔隙空气对流速度、特征点地温及模型整体温度场变化过程。试验结果表明:在透壁式通风管的疏导作用下,通风管与块石层复合结构能够起到强化路基体对流的效果,复合路基块石孔隙中的空气流速比单一块石路基提高约20%,使得复合路基模型底部的降温幅度是单一块石路基模型的2.2倍。建立了透壁式通风管–块石复合路基数值计算模型,对通风管内空气流速分布、路基温度场变化进行了预测分析。结果表明:空气流速在通风管中心达到最大值4.06 m/s,在管壁处流速出现跃变陡降,在块石介质区域里速度的数量级为10-1,与室内试验的结果较为一致。模型试验和数值计算结果均表明复合路基能够起到储存冷量、降低下伏多年冻土地温的作用。     

长三角地区某数据中心空调系统设计

介绍了长三角地区某数据中心空调冷源、空调水系统、空调风系统等的设计,并对机房的气流组织进行了CFD模拟和验证。该数据中心在空调冷源设计上采取了磁悬浮冷水机组、大温差高温供冷(18℃/28℃)、自然冷却及热通道封闭等措施,保证设计PUE<1.3。     

不同人体座位模型对大空间空气分布影响

本文对座椅送风系统的气流组织进行模拟研究,首先运用座椅送风的简化模型,模拟了人体座椅实体的简化模型和虚区域热源模型下气流组织的情况,分析了两种情况的温度场,速度场和相对湿度场,发现人体座椅实体模型模拟的剧院气流组织速度、湿度与温度分布分层更加明显,此特点更易于微气候的分区控制,用更少的能量达到人体舒适的满意度。该研究为大空间建筑空调系统优化设计、模拟气流组织提供了方法及理论依据,同时对研究空气分布对空调系统的舒适性和节能方面的影响有一定的帮助作用。