数据中心气流组织的数值研究

对数据中心进行气流组织设计的主要目的是为了使室内的温度、湿度、空气质量、空气流速等指标符合工艺的要求,满足空气分布特性(ADPI)的要求。而且与一般的空调系统不同,由于数据机房散热量十分巨大,机房内结构,布局,设备发热量不均匀,而且对其中的每一台设备都有严苛的温湿度要求。因此,做好数据中心的气流组织设计对整个机房的空调设计至关重要,同时也是空调设计的难点,往往通过传统的理论分析和方程推导是很难全面了解数据机房内的气流组织情况。为了更加有效地对数据中心内的气流组织进行分析及优化,目前主要采用CFD(计算流体动力学)方法进行模拟研究。

　在速度场分布的两张图中也可以看出,采用下送上回方式,在机箱内的流线分布非常均匀,除了机柜最下部的速度偏小之外,整个机柜内在x方向上的速度几乎是均匀的,而上送下回方式在x方向上的速度分布很不均匀,上部明显偏小,下部越来越大,造成机柜内温差较大,局部温度超限;而且在机柜顶部形成了一个明显的漩涡,对整个机房内的气流组织非常不利。

　　通过以上对模拟结果的分析,可以得出,传统的上送下回方式并不能很好的适应数据机房的特点,应采用下送上回方式对数据中心机房进行气流组织方式。

当前主要的数据中心单个机柜的功率密度在3kW-6kW的数量级的范围内,采用下送上回的冷热通道方式基本上可以满足机柜散热的需要,但是当功率密度超过6kW时,这种方式也无法很好的满足机柜的散热需要了。假设机柜的发热功率增加一倍,加大到每个机柜12kW(每台机柜的尺寸为1.2×0.6×2m),一列机柜四台总共48kW的发热量,其他条件不变的情况下进行模拟,得到的温度场分布如图10所示,可见有大量区域超过45℃,机柜内的最高温度甚至达到74.5℃,远不能满足冷却机柜的需要。