| 摘要：根据IDC 机房的工作特点和现行IDC 机房空调系统设计以及运行过程中存在的问题，对北京地区有代表性的IDC 机房空调系统运行现状进行了实地调研；针对调研中存在的问题，借鉴美国ASHRAE 设计标准（2007），并结合理论计算分析和CFD 三维流场模拟计算技术，对IDC 机房上送风气流组织方式进行了初步的优化设计方案探讨。 |
三、现状调查
为了对IDC机房空调系统的设计与运行状况更深入的了解，笔者于2007年9月~11月对北京某企业的冷负荷1400W/m2以下的IDC机房进行了现场实测调研。所调查的机房大多采用了上送侧回的气流组织形式，但大多存在不同程度的气流组织不合理以及耗能严重的问题。
以其中的一个典型IDC机房为例，该机房机架布置形式为冷/热不分区；每列机架含16机柜，每个机架最多可放置11个服务器，机架间距为1.2m；空调气流组织形式采用了风管上送风、自由下侧回风的方式；空调机组采用机房专用空调机；配置的空调机组制冷容量为1793W/㎡，房间换气次数为102次/h。机房内各送风口的送风温度与速度、以及机架区域不同高度处速度场与温度场实测结果如图2。
a)送风口温度、速度场b)机架区域不同高度速度场c)机架区域不同高度温度场
图2a)中各测点的数据分别为送风温度（℃）（上行）和送风速度（m/s）（下行）。由图可知，机架附近的送风温度范围在12.6℃~22℃之间，大多为13~17℃；送风速度0.3~4.8m/s，基本趋势是远离空调机组的送风口速度偏小，而靠近空调机组的送风口速度偏大；空调机组回风口处的回风温度为18~23.5℃。由于送风管道系统的最大送风速度高达4.8m/s、而最小的送风速度仅0.3m/s，导致整个机房速度场分布不均匀，进而影响温度场分布，使局部区域温度明显高于平均温度、甚至过热。
图2b)为机架附近不同高度处各测点速度实测值，测点高度分别为0.4m、1.1m、1.8m。速度分布在0.2~2.55m/s的范围内，沿机架高度方向速度变化相对比较大，基本规律是机架前面的风速普遍较机架背面的风速小。
图2c)为各机架附近不同高度处各测点温度实测值，测点高度分别为0.4m、1.1m、1.8m。由于机架的排列方式属于冷/热不分区的形式，由送风管道送出的较低温的冷却气流与从机架背面排出的热气流相互掺混，使得机架前面即服务器进风口处的空气温度（15~22℃）已比送风管道出风口的温度（13~17℃）提高了许多；而机架背面的温度除个别点外，基本分布在24-31℃的范围内。由于采用了机架冷/热不分区的排列方式，尽管送出了很低的空气温度，但由于送风区与回风区交织在一起，导致冷/热气流掺混和部分“短路”，使得机架前面服务器进风气流温升较大（高达5℃），大量浪费了空调机的制冷能量。
另外，机房内回风区域的热堆积现象比较严重，尤其是远离空调机组回风口的机架区域回风不畅，回风阻力平衡不好；空调机组的运行工况严重偏离最佳工作区，运行效率低。鉴于IDC机房空调系统设计与运行过程中存在的一些问题，本研究重点以IDC机房空调气流组织方式为研究对象，根据实测调研的结果，并结合CFD三维流场模拟计算技术，对IDC机房空调上送风气流组织优化设计方案进行探讨。
评论表单加载中...
