數(shù)據(jù)中心機(jī)房空調(diào)耗電平均占數(shù)據(jù)中心總耗電量的40%左右，隨著國家十二五計(jì)劃對節(jié)能減排的重視，對機(jī)房空調(diào)的節(jié)能性提出了更高要求。另一方面，高性能處理器的應(yīng)用，使得單個機(jī)柜熱密度大幅上升，機(jī)房局部過熱問題尤為突出。那么，如何在機(jī)房設(shè)計(jì)前提前預(yù)知設(shè)計(jì)效果?如何比較不同設(shè)計(jì)方案的節(jié)能性?如何有效地解決機(jī)柜過熱問題呢?制冷快報(bào)為大家介紹一種CFD仿真技術(shù)。

CFD是計(jì)算流體力學(xué)ComputationalFluidDynamics的簡稱，是目前國際上最先進(jìn)的流動與傳熱仿真技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)研究和工業(yè)設(shè)備研發(fā)領(lǐng)域。CFD技術(shù)通過現(xiàn)場評估、CFD建模、冷卻評估、升級方案、能效比較和提交報(bào)告這幾個環(huán)節(jié)，完成熱仿真評估服務(wù)。

CFD機(jī)房熱仿真評估服務(wù)，通過建立虛擬三維機(jī)房模型，仿真獲得機(jī)房溫度場和速度場等數(shù)據(jù)，獲得合理的氣流組織和科學(xué)的機(jī)房布局與散熱方案。適用于新機(jī)房設(shè)計(jì)項(xiàng)目，老機(jī)房擴(kuò)容與改造項(xiàng)目，機(jī)房熱診斷及熱問題分析;機(jī)房運(yùn)行狀態(tài)評估，安全預(yù)警等等。

針對具體機(jī)房設(shè)計(jì)方案，匹配和選擇各種機(jī)房空調(diào)產(chǎn)品(機(jī)房空調(diào)機(jī)、高熱密度解決方案、機(jī)柜空調(diào)機(jī)組、吊頂式空調(diào)機(jī)組、冷門、地板送風(fēng)機(jī)組、風(fēng)管送風(fēng)系統(tǒng)等)。

CFD機(jī)房熱仿真模擬的準(zhǔn)確性，取決于建立模型的精確性。CFD求解算法上，佳力圖采用k-ε湍流模型進(jìn)行流動仿真，經(jīng)過CFD業(yè)界幾十年的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該模型求解精度能滿足工程仿真要求。對新設(shè)計(jì)機(jī)房，采用機(jī)房CAD設(shè)計(jì)圖樣與設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)，這些參數(shù)來源可靠，因而仿真準(zhǔn)確度高。

對于正在運(yùn)行中的機(jī)房，CFD會進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，確保數(shù)據(jù)可靠，仿真結(jié)果可信。下圖是CFD機(jī)房熱仿真結(jié)果與實(shí)際溫度熱學(xué)影像的對比，仿真結(jié)果與實(shí)際相符，仿真結(jié)果真實(shí)可信。

CFD仿真模擬結(jié)論：

距離空調(diào)機(jī)最遠(yuǎn)位置處的機(jī)柜也能獲得足夠冷量，滿足設(shè)計(jì)要求。

空調(diào)制冷量利用率高于80%，絕大部分制冷量被有效地利用于機(jī)柜熱負(fù)荷冷卻，能源浪費(fèi)少，符合節(jié)能設(shè)計(jì)要求。

增設(shè)地板送風(fēng)機(jī)組，能進(jìn)一步增加最遠(yuǎn)機(jī)柜的送風(fēng)量，提高系統(tǒng)安全性。

設(shè)計(jì)分析：

通過CFD仿真，確認(rèn)設(shè)計(jì)方案能夠?yàn)榫嚯x空調(diào)機(jī)最遠(yuǎn)位置處的機(jī)柜提供足夠的風(fēng)量和制冷量;通過CFD仿真，嘗試了多種解決方案(空調(diào)機(jī)，地板送風(fēng)機(jī)組)應(yīng)用的效果，為客戶提供了多種選擇;通過CFD仿真，提出了對特殊機(jī)房(狹長型房間布置和一長排機(jī)柜布置)的機(jī)房空調(diào)解決方案。

預(yù)測新機(jī)房熱環(huán)境，確保設(shè)計(jì)方案滿足運(yùn)行和節(jié)能要求。不同數(shù)據(jù)中心對機(jī)房空調(diào)有不同的設(shè)計(jì)要求。如小型交換機(jī)房熱功率不大(單個機(jī)柜熱功率在5kW以下)，而大型刀片服務(wù)器機(jī)房的熱功率很高(單個機(jī)柜熱功率在5kW以上)，因此，在很多核心機(jī)房出現(xiàn)局部過熱的情況——機(jī)房的局部溫度超過設(shè)計(jì)要求。在機(jī)柜服務(wù)器功率較高的場合，空調(diào)設(shè)備選配不周和機(jī)柜布置不合理等因素都會造成冷量分配不均，氣流組織不合理的現(xiàn)象，導(dǎo)致服務(wù)器死機(jī)、機(jī)房能耗增加。針對不同的應(yīng)用場合和具體設(shè)計(jì)要求，需采用不同的空調(diào)解決方案。

利用CFD熱仿真分析技術(shù)進(jìn)行新機(jī)房設(shè)計(jì)，不會僅僅為滿足機(jī)柜過熱問題的要求而盲目增大總冷負(fù)荷，而會針對具體過熱問題進(jìn)行仿真，采用最為適合的解決方案，總冷負(fù)荷只是小幅增加。這樣，在滿足基本設(shè)計(jì)運(yùn)行要求的同時也滿足了節(jié)能要求，為用戶節(jié)約了運(yùn)行成本。

來源：機(jī)房專用空調(diào) http://lbjsjzl.com/

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• 文章標(biāo)簽： 機(jī)房空調(diào)
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