数据中心机房空调系统设计研究

以国内外数据机房设计标准对机房环境指标为出发点,从室内空调末端和室外冷源2个方面分析数据中心机房空调系统的设计架构、室内气流组织及室外自然冷源的利用等,以及各种空调系统的特点及对应的空调设备,最后介绍目前数据中心机房空调系统设计所用到的CFD仿真和BIM建模等设计工具及在设计过程中的应用.     

封闭通道后数据中心的PUE分析

封闭通道是解决数据中心中高热密度机柜冷却问题的有效办法。封闭冷通道后室内风机送风量可减少30％,室内风机可省电约2／3,封闭热通道后室内风机送风量可减少12．5％,室内风机可省电约1／3;封闭冷通道后制冷系统的能耗在数据中心整体能耗中所占比例由38％减为35．4％,封闭热通道后制冷系统的能耗在数据中心整体能耗中所占比例由38％减低为36．7％;数据中心封闭冷通道比封闭热通道节能2％,比不封闭通道节能4％。一个典型的数据中心的PUE计算实例表明：封闭冷通道后数据中心的PUE值降低0．04,封闭热通道后数据中心的PUE值降低0.02。     

应用CFD探索机房精密空调的最佳轮巡备份策略

制冷系统的建设是数据中心节能的关键。在数据中心用于冷却机柜热负荷的空调都留有一定的裕度,国标要求单台空调必须留有15％～20％的制冷余量。常规做法是对数据中心的设备进行N＋X冗余冷却,与此相对应的空调运行方案是轮巡备份。普通轮巡备份方案存在种种弊端,也缺乏科学依据。为避免轮巡备份的盲目性,应用CFD探索机房精密空调的最佳轮巡备份策略具有重要意义。通过对一个数据中心的典型案例进行CFD研究表明：不同的轮巡备份策略下的机房热环境是不同的,某些轮巡备份方案可能会导致机柜得不到足够的冷量而出现过热,造成设备宕机;对单个机柜而言,由于不同的轮巡策略下获得的冷量不同,其能承载的设备负荷具有可变性。在制定空调的轮巡备份方案时,必须利用CFD对机房环境进行科学的热评估,根据计算结果去探索最佳的轮巡备份策略,从而拟定和执行合理的轮巡备份方案。     

全面深入解析数据中心PUE

介绍了PUE的发展历程,对不同时期PUE的定义都进行了全面而深入的分析,讨论了PUE的优劣。PUE的加权平均计算、PUE的分类定义等均是PUE概念随着实践检验而不断发展的产物。此外,分析讨论了数据中心废热能量回收下PUE小于1、PUE越大反而越节能等观点,并深入挖掘这种现象本身的内在规律。总之,PUE是一个不断发展并经受实践检验的概念。     

变转速制冷压缩机的实验研究

在变转速工况下进行制冷压缩机的实验研究,分析压缩机的制冷量、轴功率、性能系数和输气系数的变化规律。所作的研究为变转速工况下压缩机输气系数计算式的拟合和制冷量的计算奠定实验基础。     

应用CFD探索机房精密空调的最佳轮巡备份策略

制冷系统的建设是数据中心节能的关键。在数据中心用于冷却机柜热负荷的空调都留有一定的裕度,国标要求单台空调必须留有15％～20％的制冷余量。常规做法是对数据中心的设备进行N＋X冗余冷却,与此相对应的空调运行方案是轮巡备份。普通轮巡备份方案存在种种弊端,也缺乏科学依据。为避免轮巡备份的盲目性,应用CFD探索机房精密空调的最佳轮巡备份策略具有重要意义。通过对一个数据中心的典型案例进行CFD研究表明：不同的轮巡备份策略下的机房热环境是不同的,某些轮巡备份方案可能会导致机柜得不到足够的冷量而出现过热,造成设备宕机;对单个机柜而言,由于不同的轮巡策略下获得的冷量不同,其能承载的设备负荷具有可变性。在制定空调的轮巡备份方案时,必须利用CFD对机房环境进行科学的热评估,根据计算结果去探索最佳的轮巡备份策略,从而拟定和执行合理的轮巡备份方案。     

集装箱式数据中心的末端冷却方案仿真分析

分别对基于行间空调冷却方案和置顶空调冷却方案的40 ft集装箱式数据中心进行物理建模与仿真研究。与置顶空调冷却方案相比,行间空调冷却方案的可靠性高、冷量利用率高、温度场更加均匀、可冷却的单机柜功率密度高达14 kW,而置顶空调冷却方案可冷却的单机柜功率密度只有8 kW。从集装箱式数据中心的热工环境来看,行间空调冷却方案和置顶空调冷却方案的机柜进风温度均在ASHRAE推荐的温度范围内,气流组织均存在旁流现象(置顶空调冷却方案相对较小),置顶空调冷却方案的冷量有少许浪费。     

数据中心的绿色节能与热工环境评价指标

对数据中心的绿色节能评价指标PUE,WUE和CUE的定义及其内涵进行论述,分析它们相互间的换算关系及多种能源同时使用时的PUE计算,这些节能指标均用来表征数据中心基础设施对资源的消耗情况。另外,对数据中心的热工环境评价指标RCI,RTI,SHI和RHI的计算式及其物理意义进行论述,发现这些指标均可由机房内的温度参数进行计算,用来评价数据中心服务器的热环境状态和机房气流组织的合理性。本文研究有助于数据中心的设计师及运营人员理解评价指标,并应用这些指标考核设计方案的合理性及运营的优劣。     

某机房空调系统节能改造实践分析

机房改造的目的有两个:一是解决现有机房存在的问题,二是为了节能。图1显示了机房内的能耗分布情况。很明显,IT主设备、空调系统和供配电系统是机房的三     

汽车空调用压缩机变转速工况容积效率研究

在变转速工况下进行了压缩机的性能实验,分析了容积系数、压力系数、温度系数和泄漏系数对容积效率的影响以及它们各自在变转速工况下的定义式。容积系数主要与压缩机的结构尺寸和吸、排气压力比有关,压力比的变化对容积系数构成以多变膨胀指数为幂的指数影响;转速变化对压力系数构成二次影响;温度系数和泄漏系数同时受到与压力比和转速的影响。以压缩机的吸、排气压力比和转速为变量,用实验数据拟合了压缩机的容积效率,计算结果与实验数据的平均误差在5％以内,拟合公式具有一定的可信度,适合在压力比为2-10的范围内使用。本文的研究成果可供相关人员在进行压缩机的设计和测试时参考。