摘要:1、建立數(shù)據(jù)中心?IT?機房“冷通道封閉模型”和“熱通道封閉模型”，使用CFD?軟件進(jìn)行模擬仿真，從?IT?機房內(nèi)的氣流速度、氣流壓力、氣流組織和溫度 分布進(jìn)行分析，對比不同氣流遏制方式在實際應(yīng)用中的差異。2、從舒適度、制冷 中斷的響應(yīng)時間、冷量損失、凝露風(fēng)險和門禁設(shè)置等方面，對比不同的氣流遏制 方式在實際應(yīng)用中的優(yōu)點和缺點。

一、 數(shù)據(jù)中心的氣流扼制

? ? ??數(shù)據(jù)中心的氣流扼制是對?IT?機房內(nèi)的冷/熱氣流進(jìn)行隔離，采用氣流遏制系 統(tǒng)可以使機房內(nèi)的?IT?設(shè)備進(jìn)風(fēng)口溫度盡量保持一致，從而減少或消除機房內(nèi)的 局部熱點。常用的氣流扼制方法有:封閉冷通道和封閉熱通道。

1.?冷通道封閉系統(tǒng)

? ? ??冷通道封閉系統(tǒng)是采用高架地板下送風(fēng)方式和封閉冷通道的頂部以及兩端 來實現(xiàn)氣流遏制;在高架地板下方流過冷卻空氣，高架地板上方的空間充滿熱空 氣。(圖?1?所示)

2.?熱通道封閉系統(tǒng)

2.1?熱通道封閉系統(tǒng)一般有兩種方式:行間制冷的熱通道氣流遏制系統(tǒng)和垂直風(fēng)管式熱通道氣流遏制系統(tǒng)。如果?IT?機房內(nèi)有部分高功率機柜(15KW?及以上)時，也可以兩種方式共同使用，在兩個高功率機柜中間配置行間空調(diào)。

2.2?本文中的熱通道封閉模型是采用垂直風(fēng)管式熱通道氣流遏制系統(tǒng)，在機房頂 部區(qū)域采用吊頂?shù)姆绞椒忾]出熱空氣回流區(qū)域，使用垂直風(fēng)管與機柜間的熱 通道和精密空調(diào)的回風(fēng)口進(jìn)行連接，部署熱通道氣流遏制系統(tǒng)。吊頂下方充 滿冷卻空氣，吊頂上方充滿熱空氣，熱空氣回流至精密空調(diào)的回風(fēng)口。(圖?2所示，熱通道封閉模型是采用垂直風(fēng)管式熱通道氣流遏制系統(tǒng)。)

二、 機房模型簡介

三、 數(shù)據(jù)中心的氣流組織

1.?冷通道封閉系統(tǒng)的CFD仿真

1.1?冷通道封閉系統(tǒng)氣流組織

1.2?通風(fēng)地板開度為?100%

1.3?通風(fēng)地板開度為?100%時，模型仿真結(jié)果

? ? ??使用?CFD?軟件對模型仿真計算后，發(fā)現(xiàn)在通風(fēng)地板開度為?100%的情況下，冷通道中間的氣流量很大，然后向兩端逐漸減小;由以在冷通道兩端的通風(fēng)地板 流量為最小。(相關(guān)數(shù)據(jù),如下表?1)

1.4?對通風(fēng)地板開度進(jìn)行調(diào)節(jié)(如圖?6)

? ? ??通風(fēng)地板調(diào)整:冷通道中間的的開度?40~45%，然后向兩端逐漸增大到?50%; 在冷通道兩端的通風(fēng)地板開度為?100%。使用?CFD?軟件對模型仿真后，發(fā)現(xiàn)在對 通風(fēng)地板進(jìn)行調(diào)整后，冷通道的氣流布局得到平衡，兩側(cè)的通風(fēng)地板流量明顯增 大。(相關(guān)數(shù)據(jù),如下表?2)

1.5?通風(fēng)地板開度調(diào)節(jié)后的?3D?仿真氣流

1.6?通風(fēng)地板開度調(diào)節(jié)后的氣流壓力仿真結(jié)果

1.7?冷通道兩端通風(fēng)地板的流量對比

1.8?機房溫度的仿真結(jié)果

1.9?冷通道溫度對比

1.10?熱通道溫度對比

? ? ??綜上所述，在對通風(fēng)地板進(jìn)行調(diào)節(jié)后，從仿真結(jié)果分析，冷通道兩端的通風(fēng) 地板流量低的不利情況，得到明顯改善。冷通道中間的通風(fēng)地板，由于閥門開度 減小氣流得到遏制，冷通道中間區(qū)域的流量由原來的最高可達(dá)?0.488m3/s?下降到0.387~0.453m3/s;雖然流量有所下降，但是通過對仿真結(jié)果的溫度場截圖對比和分析，滿足機房冷卻需求，也沒有出現(xiàn)熱點。

1.11?采用冷通道封閉系統(tǒng)(地板下送風(fēng))注意事項

1) ?架空地板內(nèi)不應(yīng)敷設(shè)通信線纜，空調(diào)管道和電線電纜等阻擋空調(diào)送風(fēng)。

2) ?建議架空地板下的送風(fēng)橫斷面的風(fēng)速控制在1.5~2.5米/秒，架空地板凈高度不宜小于?500mm。在?TIA-942?標(biāo)準(zhǔn)中，Tier4?級要求的防靜電地板架空的最低高度為?750mm。

3) ?必須保證機架的進(jìn)風(fēng)與出風(fēng)口是隔離的，使用盲板或防火防水布將空閑位置進(jìn)行封閉，防止氣流亂竄，造成氣流短路。

4) ?使用風(fēng)速儀測試和計算通風(fēng)地板的流量，結(jié)合機架內(nèi)?IT?設(shè)備的上架情況，調(diào)整冷通道內(nèi)的地板的開度，保證送風(fēng)風(fēng)量滿足每個機柜的需求。

2.?熱通道封閉系統(tǒng)的CFD仿真

2.1?機房氣流速度的仿真結(jié)果

2.2?機房氣流壓力的仿真結(jié)果

2.3?機房氣流組織的仿真結(jié)果

2.4?機房溫度的仿真結(jié)果

? ? ??封閉熱通道系統(tǒng)的?IT?機房一般采用彌散式送風(fēng)(側(cè)送風(fēng)/風(fēng)墻送風(fēng)),精密空 調(diào)間類似于靜壓箱;機房區(qū)域充滿冷空氣，形成微正壓的冷池空間;由于機房區(qū) 域溫度低(20~25°C)露點溫度偏低，在該區(qū)域使用除濕機時效果不佳。

2.5?采用熱通道封閉系統(tǒng)的注意事項

1) ?必須保證機架的進(jìn)風(fēng)與出風(fēng)口是完全隔離的，使用盲板或防火防水布將空閑 位置進(jìn)行封閉，防止氣流亂竄，造成氣流短路。

2) ?IT房間吊頂下方送風(fēng)區(qū)域是微正壓的冷池空間，精密空調(diào)間和IT機房的防 火門需密封嚴(yán)實，下方縫隙應(yīng)安裝膠條或毛刷，盡量減少冷量流失。

3) ?IT房間吊頂上方回風(fēng)區(qū)域安裝的氣滅管道、強弱電橋架較多，存在穿墻空洞， 需進(jìn)行嚴(yán)實的防火封堵，避免外界濕氣入侵。

4)?應(yīng)考慮機房內(nèi)近/遠(yuǎn)端機架的制冷需求，設(shè)置精密空調(diào)送風(fēng)最低速度。

? ? ??1 確保靠近送風(fēng)百葉的第一個機架處的送風(fēng)速度不應(yīng)過快，滿足該處機柜的冷卻風(fēng)量需求;

? ? ?2 確保整列機柜中間或最遠(yuǎn)的機架處送風(fēng)速度不應(yīng)過慢，滿足該處機柜的冷卻風(fēng)量需求。

四、?IT機房制冷量需求對比

1.?精密空調(diào)凈顯冷量統(tǒng)計

2.?冷量損失對比

機房冷熱負(fù)荷的配置情況:IT?設(shè)備總功率為=940KW，開啟的精密空調(diào)的凈顯冷 量為?145KW/臺*8?臺=1160KW。

2.1 ?采用封閉冷通道的模型，精密空調(diào)總的凈顯冷量為?963KW，冷量損失(結(jié)構(gòu)散熱)為:963KW-940KW=23KW;

2.2 ?采用封閉熱通道的模型:精密空調(diào)總的凈顯冷量為?978KW，冷量損失(結(jié)構(gòu)散熱)為:978KW-940KW=38KW;

2.3 ?冷量損失(結(jié)構(gòu)散熱)封閉熱通道模型比封閉冷通道模型的多:38KW-23KW=15KW。

3.?數(shù)據(jù)中心IT機房封閉冷/熱通道對比

五、 結(jié)束語

封閉冷通道系統(tǒng)可以避免冷量由于人員進(jìn)出和開關(guān)門的散逸，也能減少通過 建筑結(jié)構(gòu)對外散逸冷量，但冷通道外的區(qū)域溫度偏高，人體舒適度較差。

封閉熱通道系統(tǒng)?IT?機房內(nèi)的空間充滿冷空氣，在人員進(jìn)出和開關(guān)門時冷量 散逸較大;冷空氣與建筑結(jié)構(gòu)的接觸面積大，造成通過建筑結(jié)構(gòu)對外散逸冷 量比封閉冷通道系統(tǒng)多，冷量損失較大。

在IT機房設(shè)計時，采用CFD對不同的設(shè)計方案進(jìn)行仿真，分析和對比仿真 結(jié)果，可為機房設(shè)計工程師提供直觀的參考數(shù)據(jù)和依據(jù)，起到優(yōu)化和驗證設(shè) 計方案的作用。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的浅谈数据中心IT机房的空气调节(上篇)-气流遏制的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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