通信机房空调气流组织形式优化系统研究.ppt

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1、中国移动联合研发项目结题汇报报告,项目名称：项目编号：通信机房空调气流组织形式优化系统研究,一.开题计划完成情况,目 录,二、主要研究成果（整合后）,1.1 研究背景,1、研究机房气流组织，提高热交换效率，降低机房空调能耗，是绿色节能的需要。,a、国际热点：气温变暖、冰川消失、海平面升高、荒漠、沙尘、臭氧空洞、不可再生资源日益减少，我们的生存环境在日益恶化。节约能源，减少温室气体排放，保护我们赖以生存的地球，已经成为国际热点问题；,b、基本国策：能源问题是制约经济发展的主要问题，在国家“十一五”发展纲要中特别强调指出能源问题的紧迫性，提出了要把节约能源作为基本国策，并将能源消耗指标作为“十一五

2、”规划目标中最重要的约束性指标之一；,c、中国移动的重点工作：为了响应国家号召，作为通信行业的主导企业，中国移动制定了“2010年单位业务量的耗电量比2005年下降40”的宏伟目标，集团公司、省公司、地市公司都十分重视这项工作。,开发一套专门针对通信机房温度及气流组织仿真的软件，应用到机房空调设计及后评估阶段，提高机房空调设计科学性，并可有效解决目前机房普遍存在的气流组织不畅及热点问题，提高机房空调效率，节约能源消耗,建立机房CFD评估档案，对机房进行持续性评估，为今后的改造和扩容提供科学依据,三、课题研究目标,目标1解决现有问题 对上送风、下送风两种气流组织模式，分析局部过热原因，提出解决方

3、案，并结合工程实践，找到系统化解决方案，彻底解决机房“热岛”问题；,目标2 为更大功率密度机房探寻合理的气流组织模式；,目标3 通过全方位多渠道优化气流组织，提高热交换效率，适当提高环境温度，减少能源消耗，节能率达到10%以上。,机房气流组织模拟分析,气流组织模式效率分析及整改,1.2 主要研究内容及分工（开题报告）,机房热问题仿真软件，利用流体力学和数值计算的方法，建立一个三维的机房模型，通过计算得到机房温度场、压力场、速度场的数据，仿真出各种方案对机房热环境的影响，从而推导出最为合理和科学的机房布局和散热方案。1、建立温度及气流组织测试模型，测试机房内空调送回风速度及温度，采用计算机自动采

4、集控制点温度值。2、模拟机房设备基本布局，获得室内空气和设备散热面整体的温度分布情况。3、建立基于CFD（Computational Fluid Dynamisc计算流体力学）的计算模型。利用数值模拟技术，得到机房整体温度场及速度矢量场空间分布信息。4、模拟机房内不同气流组织方案下机房内的通风效率和用能情况，通过优化计算功能确定出合理的通信机房气流组织方案。,为了彻底解决“热岛”问题，将搜集汇总全省存在“热岛”现象的机房，分析局部过热的原因，制定解决措施，进行整改，验证整改效果：1、不同气流组织模式的效率分析；2、风帽上送风、风管上送风、地板下送风的适应场合；3、风帽上送风存在的问题分析及解决

5、方案；4、风管上送风存在的问题分析和解决方案；5、地板下送风存在的问题分析和解决方案；6、空调配置和安装布局，通信设备自身散热方式和设备排列方式；7、各种气流组织模式对建筑物的基本要求；8、可控回风的专项研究。,气流组织模式效率分析及整改,机房气流组织模拟分析,1.2 主要研究内容及分工,黑龙江公司：侧重建立机房布局及气流组织测试模型，编写机房空调气流组织形式优化系统基础参数测试规范。与第三方合作开发通信机房空调气流组织形式评价软件，组织试点，测试软件准确性及可操作性。,河南公司：搜集汇总全省存在“热岛”现象的机房，分析局部过热的原因，制定解决措施，进行整改，验证整改效果，为解决现有机房的“热

6、岛”问题提供全方位解决方案；并能对机房空气调节系统设计建设有借鉴作用，从而实现设计初期就规避问题的发生。,浙江公司：针对数据机房地板下送风方式存在的不足提出一种简易、实用的机房温度场测试方案，并为新型数据机房提出气流组织优化方案。,成果：本课题专门针对通信机房存在的局部过热及PUE值偏大问题，提出采用CFD热仿真模拟技术，模拟出机房热分布和气流组织分布，并根据计算结果得出解决机房局部过热问题的最优方案。同时，也可为新建机房或机房扩容改造提供科学的指导。项目达到了预期目标。不足：需进一步简化模拟软件的操作方法，以更适应设计及维护人员的使用。,机房气流组织模拟分析,气流组织模式效率分析及整改,成果

7、：针对上送风、下送风两种气流组织模式的大功率密度大发热量机房，都给出了很好的解决方案，而且进行了实际使用的验证，效果很好，为解决机房“热岛”问题积累了宝贵经验，应该说很好地完成了开题计划项目，达到了预期目的。不足：由于没有空间高度合适的机房，没能完成“可控回风”这一子项的验证，但根据多年工作经验，可控回风肯定能改善机房内的气流组织循环，避免机房内的气流“漩涡”，提高热交换效率，对下送风模式的大发热量（单机柜平均耗电功率5KW以上）机房，会有很好的效果。,一.开题计划完成情况,目 录,二、主要研究成果（整合后）,2.1 研究内容（名词定义）,CFD热仿真技术：CFD（Computational

8、Fluid Dynamisc计算流体力学）采用CFD热仿真模拟技术，针对具体的现场环境计算出机房热分布和气流组织分布，提出最优的改进措施。机房“热岛”:机房内大部分设备工作区域温度正常，而在局部,比如一片区域、多片区域、或者一个点、多个点出现明显的高温，给设备运行带来危害，这种由于设备散热不良，空调制冷无法带走设备发热，导致机房内局部过热的现象称为机房“热岛”。机房“热岛”指的是设备区域的局部过热现象。,通信机房气流组织不畅分析：现有部分机房在空调总冷量大于机房总发热量的情况下仍然出现了局部过热现象，导致热点的原因有很多，如：高热密度问题、气流组织问题、机房布局问题等，众多因素互相影响，仅凭传

9、统经验无法得出科学的判断。增机房空调设计根据发热量来配置空调制冷量，没有充分考虑机房内的气流组织形式。因此，部分机房建设完成后便出现气流组织不畅、局部温度过高或过低，或者空调整体能耗设计过大，造成浪费。,2.1 研究内容（问题分析）,1.存在问题分析1.1、上送风上走线方式存在的主要问题a、冷热气流混合，冷却效率低下 无论是风帽送风还是风管送风，常规方案都不能形成真正意义上的冷热通道，空调冷风并不会按照人们的想象流向需要冷却的设备然后从所谓的热通道回到空调回风口，空气流动受到设备排列、设备发热量、设备自身散热方式、机房形状和大小、装机密度、走线桥架和线缆布放等诸多因素的影响，不可避免地出现热空

10、气的无效混合，热交换效率低下；b、送风阻挡、回风不畅 消防管道、照明灯具、空调风管、走线架、光纤槽、2M线缆导致送风阻挡、回风不畅的现象十分常见，特别是随着设备逐步安装，走线架上连接线缆堆积越来越高，有的横亘于机架上方，阻挡送风和回风，导致气流短路。,2.1 研究内容（问题分析）,1.2、下送风上走线方式存在的主要问题：a、静压箱遭到破坏，失去合理分配气流的功能 静压箱由防静电地板和楼板地面之间的空间构成，所有设备采取切割地板的安装方式，每个机架底部都成为没有任何遮拦的送风口，在机房内布满设备之前，静压箱早已破坏殆尽，静压箱功能丧失，在发热设备送风口测量风速微弱，不能带走设备发热量。不加控制地

11、随意切割地板导致静压箱功能丧失，不能实现风量的合理分配，是上走线下送风气流组织模式机房内局部过热的主要原因；b、走线架、消防管道等阻挡回风 在机房的上层空间，线缆布放不合理，大量线缆堆积，并且垂直于回风方向，阻挡热空气回流，也导致从空调送来的冷风走不合理的“路径”回到空调回风口，无法冷却设备，导致局部过热。,2.1 研究内容（问题分析）,1.3、现有机房存在的共性问题a、设备排列不合理，前后散热的设备“面”、“背”依次排列，第一排设备的排风，部分被第二排设备吸入，导致机房内温度阶梯分布，形成机房内的“热岛”现象；b、各种不同散热方式的机架（前进风后排风、前进风上排风、底部和前面板均可进风向上排

12、风）混合放置在一个房间，相互影响，形成气流混乱，导致机房内出现“热岛”。,2.1 研究内容（问题分析）,需检测的内容及项目,2.1 研究内容机房空调气流组织评估方案,测试方法及实施过程,测试评估机房气流组织模型的建立（参照原设计图纸或现场绘制）分析送风阻力与空调设备机外余压的匹配情况，分析是否存在送风典型障碍、气流短路、热空气再循环等不利因素选取机房局部负荷较高的典型区域，采用红外热成象仪等温度测量仪器及风速测量仪器进行局部温度、送风流速或风量的测定，发现热死点，并绘制输出局部温度分布图测算各机架的负荷功率，核算各机架的发热负荷，估算环境的总建筑负荷，叠加生成机房的负荷分布图,CFD热仿真评估

13、现场采集机房信息和数据用CFD软件建立机房模型用CFD软件进行后台运算机房的气流组织分布图,2.1 研究内容机房空调气流组织评估方案,测评工具,2.1 研究内容机房空调气流组织评估方案,需检测的内容及项目 机房温度场评估内容包括机房热负荷估算、机房温度场分布测评,2.1 研究内容机房空调气流组织评估方案,测试方法及实施过程,测试评估测算各机架所安装数据设备的功率，核算各机架所安装数据设备的发热负荷，再估算机房环境的建筑负荷，叠加生成机房的负荷分布图核算机房现有空调的配置和安装位置，提出配置和布局的改进建议根据第一步估算，选取典型的区域，采用红外热成象仪等温度测量仪器进行检测，发现热死点，记录局

14、部温湿度曲线，验证第二步分析的问题,CFD热仿真评估现场采集机房信息和数据用CFD软件建立机房模型用CFD后台运算机房的温度、风速等参数的分布图,2.1 研究内容机房空调气流组织评估方案,测评工具,2.1 研究内容机房空调气流组织评估方案,通信机房气流组织形式模拟评价软件开发,通过开发通信机房气流组织形式评价软件，用户一方面可以准确地获得通信机房内气流和温度的空间分布信息，然后利用软件提供的后处理功能与可视化技术，得到实际通信机房内各种不同气流组织方案下机房内的通风效率和用能情况，从而判断是否出现局部过热情况；进而确定出合理的通信机房气流组织方案。该软件主要由以下三大模块构成：1.2.1 用户

15、界面与前处理模块用户在前处理界面中主要完成如下功能：（1）机房描述和编辑功能：主要是确定机房和内部设备的尺寸、绘制直墙、设备形状等；编辑功能则是对当前图形设定参数进行编辑，如改变楼层和设备、风口高度等。设备和风口通过建立的构件库进行调用选取；（2）系统描述功能：用于描述通风空调系统的相关信息，如风口送风速度（流量）、送风温度等；（3）显示功能：控制当前图形的显示状况，包括视窗配置、视图缩放、机房空间不同部件的着色、消隐等。,图：机房三维建模示意图,通信机房气流组织形式模拟评价软件开发,网格划分CFD计算所使用的网格可分为以下两大类：1）结构网格（structured grid），2）非结构网格

16、（unstructured grid）。结构网格的特点是节点排列有序、相邻节点间关系明确；非结构网格则节点位置无法用固定的法则予以有序的命名，表现出随机性。考虑到机房自身和内部设备几何形状比较具有规律性，故默认为结构网格，可使网格生成过程简单，同时节省运算时间。网格间距默认为均匀分布，间距值可由用户调整，可实现局部加密。图：结构化网格示意图,图：结构化网格示意图,CFD主计算模块湍流计算模型表征流体流动特性的基本方程组包括：1）连续性方程（质量守恒）；2）运动方程，即N-S方程（动量守恒）；3）温度传输方程（能量守恒）；离散方法在利用上述控制方程对流场进行求解时，需要通过数值方法把连续的计算域

17、划分为若干个子区域，并确定每个区域中的节点，从而将计算域转化为网格构成的有限离散点集。然后选取适当的数值方法把偏微分方程及其定解条件转化为网格节点上相应的代数方程组，通过求解该方程组，得到节点上的解。这就是CFD计算过程中的离散处理。如果网格划分足够细密的话，变量的离散分布解可以近似地代替精确解的连续数据。,通信机房气流组织形式模拟评价软件开发,1.2.2.4 边界条件边界条件是指在求解空间域的边界上所求解的物理量或其一阶导数随位置及时间变化的规律。本项目中机房（求解域）内部存在的散热设备或搅拌风机等，这些条件属于一类特殊的边界条件。本项目中通过给出墙壁处的气流或热特性等来确定边界条件。具体划

18、分的话，CFD计算的边界条件可以分为流入口、流出口、自由边界以及壁面边界四类，分别说明如下：(a)流入口:本项目中流入口（送风口）的边界条件采用已知或设定的风速值。(b)流出口:在室内问题中，流出口对流场的影响一般没有流入口大，所以边界条件的设定可以比较自由。本项目中默认设定为各物理量梯度（如压力）为零。(c)壁面边界:本项目用有代表性的壁面函数法（wall function method）作为壁面边界的默认设定方法，用以描述壁面对室内流场的影响。该方法计算效率高，工程实用性强。由于通信机房一般位于建筑内部，没有外墙，因此外扰（室外温度、太阳辐射、风力作用等）的影响可以忽略，壁面按绝热条件进行

19、默认处理。对于内部散热设备，将实际散热量换算为表面热流束的形式由用户于界面上直接输入。,图：残差示意图,通信机房气流组织形式模拟评价软件开发,收敛性判断根据设定的收敛条件，当计算变量（速度矢量、温度等）计算值满足用户设定的收敛精度时，认为计算收敛，该步计算结束。增加对计算变量的计算值进行逐次监测和可视化显示功能，计算者根据经验判断计算值的变化情况，从而决定是否收敛。模拟运算在完成上述设定过程后，利用各种计算操作所需指令，如机房风速场计算、机房温度场计算等进行模拟运算。后处理模块数据采集与显示机房空间内的速度矢量用断面矢量图、温度分布用断面云图在三维空间内表示。断面位置按缺省值固定，也可由用户手

20、动调整。同时可对数据结果文件进行平均化统计分析。,图：机房各断面风速矢量与温度分布云图,评估软件应用,机房空调气流组织测试方法及实施过程测试评估1）机房气流组织模型的建立（参照原设计图纸或现场绘制）。2）分析送风阻力与空调设备机外余压的匹配情况，分析是否存在送风典型障碍、气流短路、热空气再循环等不利因素。3）选取机房局部负荷较高的典型区域，采用红外热成象仪等温度测量仪器及风速测量仪器进行局部温度、送风流速或风量的测定，发现热死点，并绘制输出局部温度分布图。4）测算各机架的负荷功率，核算各机架的发热负荷，估算环境的总建筑负荷，叠加生成机房的负荷分布图5）匹配分析冷量分布图与负荷分布图，分析典型的

21、热点问题，提供后续解决建议。热仿真（CFD）评估现场采集机房信息和数据用CFD软件建立机房模型用CFD软件进行后台运算机房的气流组织的分布图。根据运算结果，提出机房布局的改进建议参照改进建议，优化CFD软件机房模型CFD 后台运算，优化后机房气流组织的效果预测图。,机房空调温度场测试方法及实施过程测试评估1）测算各机架所安装数据设备的功率，核算各机架所安装数据设备的发热负荷，再估算机房环境的建筑负荷，叠加生成机房的负荷分布图2）核算机房现有空调的配置和安装位置，提出配置和布局的改进建议3）根据第一步估算，选取典型的区域，采用红外热成象仪等温度测量仪器进行检测，发现热死点，记录局部温湿度曲线，验

22、证第二步分析的问题热仿真（CFD）评估现场采集机房信息和数据用CFD软件建立机房模型用CFD后台运算机房的温度、风速等参数的分布图根据运算结果，提出机房布局的改进建议参照改进建议，用CFD软件优化机房空调系统布局模型用CFD软件进行后台运算，输出优化后的机房温度及气流组织分布效果预测图。,2.1 研究内容（“冷池”方案）,2、大发热量机房解决方案2.1 针对上送风气流组织模式数据机房的“冷池”方案 鉴于机柜的结构和网络设备在柜内分层叠放的安装方式，机柜属于前面进风，后面排风，为了防止前一排机架排出的热风被后一排的机架吸入，改变了原来“面”“背”顺序排列的方式，采用“面”对“面”，“背”靠“背”

23、排列，空调冷风送到“面”对“面”的通道，即：“冷通道”，“背”对“背”的通道内是“热通道”。想要实现热风沿着“热通道”回到空调机的回风口，实现“热”“冷”通道分开的理想空调气流组织。然而，由于只是人为设想的两个通道，之间没有任何材料和设施来分隔，无法避免冷热风的直接交汇和冷风沿“冷通道”回到空调机的回风口的现象。,2.1 研究内容（解决方案）,为了防止冷热风的直接交汇和冷风沿“冷通道”回到空调机的回风口，我们采取了人为隔离的措施，使得空调送来的冷风和设备处于一个人为构建的空间，就好比一个“池子”，空调送来的冷风流过设备，和设备形成换热后，排到“池子”以外，“池子”以外汇聚的是热风，是名副其实的

24、热通道。因为空调冷风送到密闭式的空间，仿佛放置于不断送风的“冷气池子”之中，因而，形象地称之为“冷池”方案。,2.1 研究内容（现场图片）,冗余管道送风，风量可调,温度采集器,单列设备的冷池结构,2.1 研究内容（现场图片）,冗余管道送风，风量可调,温度采集器,双列设备冷池内部情况，设备面朝面、背对背排列,2.1 研究内容（现场图片）,2.1 研究内容（现场图片）,设备排风口,设备排风口,设备背对背排列，出风口以外即为热通道,2.1 研究内容（现场图片）,“冷池”机房整体布局图,2.1 研究内容（“冷池”组成及特点）,2.1.1、“冷池”机房的组成和特点a、冷池：在面对面排列的两排设备两端和顶

25、部用用防火玻璃和铝合金型材进行分隔，形成冷通道和热通道，冷池的玻璃顶板上安装着6个送风口。冷池顶板套件可以引入气体灭火，还预留了全智能精确送风控制器安装位置。b、空调区域：机房划分为几个空调区域，每个空调区域必须有1台作为备份机组，满足n+1的运行要求，实现精密空调的冷量就可以按照各个冷池为散热单元的散热量进行精确分配。c、全智能精确送风控制器：具备风量、温度、功耗监测，可以自动调节送风量，实现机柜精确送风或者区域精确送风。,2.1 研究内容（“冷池”运行情况）,2.1.2“冷池”机房的运行情况 机房的面积800平方米，机房内分两个空调区，每个空调区安装上送风精密空调8台，单台制冷量74KW/

26、h，共构建12个冷池，每个“冷池”有6个送风口，任意抽测一个冷池，其中三个风口有风送出，风速分别是0.8m/s、10m/s、1.8m/s,测得送风口温度为11摄氏度，单个机架的平均耗电功率大约4.5KW,机房热通道温度26-27摄氏度。经检测，温度分布十分均匀，无局部过热现象。,2.1 研究内容（“冷幕”方案）,2.2针对下送风气流组织模式机房的“冷幕”方案 下送方式需要借助于活动地板，活动地板与楼面之间形成了一个“空腔”，向“空腔内”注入一定压力的空气，在各个方向上承受的压力是相等的，因此，把这个空腔称为“静压箱”。下送风空调对“静压箱”送入一定压力的冷风，冷风穿过活动地板上开挖的风口为发热

27、设备降温，由于活动地板的隔离作用，活动地板下部空间是名符其实的“冷通道”，地板上部广阔空间就是泛指的“热通道”。,2.1 研究内容（“冷幕”方案）,2.2.1“冷幕”机房独具特色的特点a、可调节抗震加固架：是下送风变革的重要部件，它替代型钢焊接的底座对安装在活动地板上的设备实行安装固定，并保护活动地板“静压箱”免遭破坏。b、可调风量导流风口：导流风口有“机内”、“机外”之分，机外导流风口又有“单向”、“双向”两种，根据通信设备的机柜结构，选用合适的导流风口，根据设备的发热量调整风量和气流方向，兼顾整个机房风口调整后的风口总面积与机房内各处的风速，以达到最佳的送风效果。可调风量导流风口分为手动调

28、整和自动调整两种类型，因为设备耗电、设备发热基本恒定，没有什么波动，因此，使用手动调整更安全更可靠，只要在工程安装完毕统一调整一次，运行中半年或一年检查一次就行。,2.1 研究内容（“冷幕”方案）,2.2.2“冷幕”机房的气流组织 机房空调对活动地板下的“静压箱”送风,根据机柜结构，在其下部、前部的地板上安装配套的导流风口,机内导流风口送出的冷空气穿过设备内电路板间的夹缝从机柜顶部排出；机外导流风口送出的冷空气在机柜门板的不同高度，穿过门板上的孔洞被机柜内网络设备吸入，由导流风口排除的冷风就象“幕布”一样，笼罩和冷却设备，因此，形象的称之为“冷幕”方案。低温气流吸收设备的热量后温度升高，热空气

29、从机柜的顶部和背部排出，热空气上升，汇集于上部空间，经过机房上部空间、设备间的通道重新回到空调机的回风口，如此周而复始的循环。,2.1 研究内容（“冷幕”方案）,独特的机架底座和可调风量的出风口：,机架底座风口,可拆卸、可调节控制风量的百叶,可调试抗震加固架,2.1 研究内容（“冷幕”方案）,机架底座可调风量、风向的风口,机架前面可调风量、风向的风口,2.1 研究内容（“冷幕”方案）,大发热量设备，机架面对面排列、底部送风和机架前面的冷通道,课题应用推广情况,1、CFD热仿真模拟技术应用实践机房为中国移动哈尔滨分公司某程控交换机房，机房位于建筑物的第5层，维护结构仅有一侧为外墙，其余墙体和顶棚

30、均不与外界接触。以房间左下角为坐标原点，建立几何坐标系，房间的几何尺寸为：长X宽X高=18mX18mX4.5m。房间中有各种程控设备以及空调设备,空调器的送风口的尺寸包括以下几种形式：1、433mm433mm；2、1485mm960mm；3、1588mm397mm。其相应的回风口尺寸为：1、433mm784mm；2、1208mm877mm；3、1072mm758mm。,机房平面图,课题应用推广情况,设备散热量,课题应用推广情况,假定围护结构壁面绝热，程控设备仅两侧为散热面其余部分不考虑。机房设计参数为25摄氏度，相对湿度为50%，设备表面温度要求小于35摄氏度。此处只对机房进行稳态模拟，计算时

31、，附加能量项，运算模型采用标准 模型，加入浮力修正，近壁区采用壁面函数法。在离散选项中，对离散方法做出如下选择：压力P选用软件默认格式body-force-weighted，此格式能很好的解决高雷诺数的自然对流问题，与通讯机房大送风量问题相符，故而采用此格式。压力速度耦合采用SIMPLE算法。湍动能 和湍动能耗散率，能量和动量选用一阶迎风格式，迎风差分格式具有简单、稳定性、准确性和经济型较高的优点。收敛准则：各流动项残差小于10-3，能量项残差小于10-6。,课题应用推广情况,Z=0.4m,Z=0.8m,Z=1.2m,Z=1.6m,Z=2.0m,Z=2.4m,课题应用推广情况,侧送风所需的送风

32、量太大（算例8 的换气次数为85.6次）1、2空调对空气调节作用不大经过多次改变送风速度和送风温度相结合发现，单独改变改变送风温度，调节范围相当有限。必须要将改变风速与送风温度相结合才能达到机房内各个设备壁面最高温度值满足设备安全运行的目的。该机房的节能潜力很大,2.1 研究内容（“冷幕”方案）,2.2.3“冷幕”机房的测试数据a、河南移动郑州商贸路五楼数据机房的测试 试验机房长25米宽19米，可用面积450平方米，防静电地板面高330毫米。在机房西侧安装了六台制冷量87KW的下送风空调，机房终期安装机柜196部，现已装机柜179部，机柜按“面”“背”，“面”“背”排列。经过测试，机房各个角落

33、的出风风速与各机柜内出风口送出的气流风速2.5m/s-2.8m/s大致相等，出风口温度18摄氏度，机房回风平均为23摄氏度，机房内无“热岛”现象发生。,2.1 研究内容（“冷幕”方案）,b、河南移动郑州商贸路六楼数据机房的测试 机房长31.2米宽12米，可用面积374平方米，活动地板面高350毫米。机柜按“面”对“面”，“背”对“背”排列，每列13个机柜，在机房东侧安装了四台制冷量87KW的下送风空调机。每个网络机柜底部活动地板上安装了“机内可调风量导流风口”，在“面”对“面”机柜安装的“冷通道”的活动地板上安装了“机外双向可调风量导流风口”。经过测试，机房各个角落的出风风速与各导流风口风速大

34、致相等，在2.9m/s-3.3m/s之间，出风口温度20度左右，机房内回风平均温度26摄氏度，机房“冷通道”1.2米高度的温度21摄氏度。,2.1 研究内容（方案比较）,2.3“冷池”方案和“冷幕”方案的综合比较：,取得的成果,1、机房环境控制设计效果预测 新建机房或机房扩容改造设计流程中，CFD热仿真模拟评估将成为必要的一个环节，对于高热密度机房，合理规划机房内的气流组织是解决机房热死点的关键，CFD热仿真模拟技术的应用对于我们明确每个解决方案的优劣，预测方案实施后机房的运行效果提供了科学的依据；为我们合理选择高热密度机房解决方案提供了切实有效的方法。2、机房气流组织分析，热死点控制 对于普

35、通热密度的机房，在机房总冷量大于机房总热量的情况下仍然出现了局部过热，导致热点的原因有很多，如：高热密度问题、气流组织问题、机房布局问题等，当众多因素互相影响，仅凭传统经验无法得出科学的判断。利用CFD热仿真模拟技术，针对具体的现场环境计算出机房热分布和气流组织分布，并根据计算结果分析机房内存在的隐患，提出若干个可行的改进措施，并对各个优化方案进行再仿真，直观比较其优劣，从而得出最优方案。3、建立CFD评估档案建立CFD评估档案，在后续的扩容和改造时，仅需要在原CFD档案中增加扩容设备，即可进行运算，得出新的运行效果，为今后改造和扩容提供科学依据。,2.2 取得的成果,1、针对大功耗大发热量机

36、房，分上送风、下送风两种气流组织模式，给出了系统化的解决方案，为工程建设和现有机房的改造积累了丰富的经验，具有借鉴和指导作用。,2、气流组织模式与设备自身结构密不可分，机柜结构、机柜排列、送风方式是相辅相成的，只有统筹考虑、协调统一，才能实现最佳的气流组织方案。,3、上送风“冷池”模式的突出点：a、采用“冷池”密闭，形成二级静压箱；b、从送风管道、送风量两方面进行冗余备份，提高了系统的可靠性；c、温度分布采集和风量自动调整，确保温度精确控制；d、和消防系统有效结合，满足机房的消防灭火要求。,2.2 取得的成果,a、抗震加固架：可调节抗震加固架是既能满足设备固定要求，又能 确保静压箱闭性的重要依托；b、可调风量风口：依据设备发热量的不同合理分配送风量，是保证 静压箱密闭性的重要部件；c、单向、双向可变风向风口：由可变向风口向大发热量设备辅助送 风，形成“冷幕”，达到更好的冷却效果。抗震加固架、风量控制、可变向风口三者有效结合，少量的投资就 解决了传统下送风机房局部过热的大问题。,4、下送风“冷幕”方案的突出点：,52,结束,谢谢大家！,