摘要:将数据中心机房的环境温度提高到65°C(149°F)可以帮助企业大大降低冷却成本。然而,在这样的高温状况下维持操作也会带来相应的挑战,而且这还不包括在如此严酷的环境下工作对于工作人员而言是多么的恐怖。风扇被内置于机架内部,以防止他们的运行操作温度高于70°C(158°F)。有了这样的结构安排,风扇的进气口必须经过缜密的设计,以保证其可以容纳一个防尘过滤器。 |
我们创建了一个多孔板,其具有两个主要功能:1)在没有插槽的地方停止气流流动,以避免将空气吹入封闭的EMI屏蔽物;2)在我们观察到较高的气流速度的区域减少气流流动。这个多孔流体分配板(FDP),如图9所示,必须是与该EMI屏蔽接触。其将从而在入口处关闭,由卡机架的另一侧已经关闭了蜂窝孔格封闭。因为板不需要维护,它可以连接到EMI屏蔽代替风扇机架。风扇和该多孔板之间的距离是至关重要的。气流必须能够被通过开口槽而不产生不可接受的压力下降。
图9:空气流量调度板。
我们从三个模拟的压降与距离的相关数据绘制了一幅曲线图(图10),这表明30毫米(1.2英寸)是空间相对于具有良好的空气流动分布的压降的良好折衷。该板未产生充分均匀的流动(图11),而是由卡的改进产生的压降改进了气流分布。在每个卡插槽进气口的最终模拟和全球模拟的空气流量测量显示来自从左到右,由前向后可接受的分布。
图10:压力下降曲线与FDP的距离(0.2立方米/秒)。
图11:EMI屏蔽进气口的距离与风扇的进气气流分布:30毫米(0.2立方米/秒)。
结论
将数据中心的操作室温增加至65°C可以通过在进气安装风扇来实现。我们使用了一个在空调领域已经众所周知的解决方案,以确定灰尘过滤器的位置,通过模拟实验,我们证明了该解决方案可以减少机箱容积。我们在CFD模拟中使用了一个各向同性的先进的过滤器模型,优化了靠近风扇的过滤器的位置。该设计还部署了一个简单的板,在动态压力太高的地区控制气流流动的阻力。这些优化的结果,使我们能够创建一个机架,其所有卡插槽的空气流量是统一均匀的。进气口和风扇机架的总高度仅为120毫米。
由于所有的部件都能够很容易从前面访问,维护操作时间减少到最低限度。将风扇和过滤器整合在一起,以进一步减少维护时间也成为可能。每个风扇保持低于20%的最大吞吐量,以避免早期风扇故障,并最大限度地提高设备的使用寿命。所有过滤器的表面区域被同等使用,避免空气流量分布随时间变化,及随着时间的推移过滤器被堵塞。
关于作者
本文作者Guy Diemunsch是法国Institut Vendecom的热专家。当他还在准备Univesite de Franche-Comté UFC的物理学博士学位期间,就开始对散热设计产生了兴趣。在1994年,他加入惠普,开始建立一个新的事业部,专门为工作站处理器开发高端散热解决方案。在2004年,Guy加盟电力电子行业,以解决增加逆变器和转换器功率密度的相关问题。稍后,施耐德电气公司旗下的MGE UPS,雇用了Diemunsch负责开发由Aavid Thermalloy公司制造的新的气流解决方案。Guy于2013年加入电子冷却解决方案公司(Electronic Cooling Solutions)。自2015年以来,他一直在为混合动力和电动汽车创造解决方案,其中包括如何从高功率密度电力发动机中提取热量的解决方案。
责任编辑:余芯