數(shù)據(jù)中心機房空調(diào)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(diào)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(shè)計前提前預知設(shè)計效果?如何比較不同設(shè)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(shù)。

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(shù)，被廣泛應用于基礎(chǔ)研究和工業(yè)設(shè)備研發(fā)領(lǐng)域。CFD技術(shù)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(shè)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(shè)計方案，匹配和選擇各種機房空調(diào)產(chǎn)品(機房空調(diào)機、高熱密度解決方案、機柜空調(diào)機組、吊頂式空調(diào)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(shè)計機房，采用機房CAD設(shè)計圖樣與設(shè)備設(shè)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(jié)果可信。下圖是CFD機房熱仿真結(jié)果與實際溫度熱學影像的對比，仿真結(jié)果與實際相符，仿真結(jié)果真實可信。

CFD仿真模擬結(jié)論：

距離空調(diào)機最遠位置處的機柜也能獲得足夠冷量，滿足設(shè)計要求。

空調(diào)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(shè)計要求。

增設(shè)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(shè)計分析：

通過CFD仿真，確認設(shè)計方案能夠為距離空調(diào)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(diào)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(diào)解決方案。

預測新機房熱環(huán)境，確保設(shè)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(diào)有不同的設(shè)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(shè)計要求。在機柜服務器功率較高的場合，空調(diào)設(shè)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(shè)計要求，需采用不同的空調(diào)解決方案。

利用CFD熱仿真分析技術(shù)進行新機房設(shè)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(shè)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。

文章來源：精密空調(diào)foleader.com