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

CFD是計算流體力學ComputationalFluidDynamics的簡稱，是目前國際上最先進的流動與傳熱仿真技術，被廣泛應用于基礎研究和工業(yè)設備研發(fā)領域。CFD技術通過現(xiàn)場評估、CFD建模、冷卻評估、升級方案、能效比較和提交報告這幾個環(huán)節(jié)，完成熱仿真評估服務。

CFD機房熱仿真評估服務，通過建立虛擬三維機房模型，仿真獲得機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的機房布局與散熱方案。適用于新機房設計項目，老機房擴容與改造項目，機房熱診斷及熱問題分析;機房運行狀態(tài)評估，安全預警等等。

針對具體機房設計方案，匹配和選擇各種機房空調產(chǎn)品(機房空調機、高熱密度解決方案、機柜空調機組、吊頂式空調機組、冷門、地板送風機組、風管送風系統(tǒng)等)。

CFD機房熱仿真模擬的準確性，取決于建立模型的精確性。CFD求解算法上，佳力圖采用k-ε湍流模型進行流動仿真，經(jīng)過CFD業(yè)界幾十年的實驗驗證，該模型求解精度能滿足工程仿真要求。對新設計機房，采用機房CAD設計圖樣與設備設計參數(shù)，這些參數(shù)來源可靠，因而仿真準確度高。

對于正在運行中的機房，CFD會進行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，確保數(shù)據(jù)可靠，仿真結果可信。下圖是CFD機房熱仿真結果與實際溫度熱學影像的對比，仿真結果與實際相符，仿真結果真實可信。

CFD仿真模擬結論：

距離空調機最遠位置處的機柜也能獲得足夠冷量，滿足設計要求。

空調制冷量利用率高于80%，絕大部分制冷量被有效地利用于機柜熱負荷冷卻，能源浪費少，符合節(jié)能設計要求。

增設地板送風機組，能進一步增加最遠機柜的送風量，提高系統(tǒng)安全性。

設計分析：

通過CFD仿真，確認設計方案能夠為距離空調機最遠位置處的機柜提供足夠的風量和制冷量;通過CFD仿真，嘗試了多種解決方案(空調機，地板送風機組)應用的效果，為客戶提供了多種選擇;通過CFD仿真，提出了對特殊機房(狹長型房間布置和一長排機柜布置)的機房空調解決方案。

預測新機房熱環(huán)境，確保設計方案滿足運行和節(jié)能要求。不同數(shù)據(jù)中心對機房空調有不同的設計要求。如小型交換機房熱功率不大(單個機柜熱功率在5kW以下)，而大型刀片服務器機房的熱功率很高(單個機柜熱功率在5kW以上)，因此，在很多核心機房出現(xiàn)局部過熱的情況——機房的局部溫度超過設計要求。在機柜服務器功率較高的場合，空調設備選配不周和機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，導致服務器死機、機房能耗增加。針對不同的應用場合和具體設計要求，需采用不同的空調解決方案。

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

來源：機房專用空調 http://preweds.com/

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