166-基于组合式风扇进行定向送风的数据中心优化设计.pdfVIP

基于组合式风扇进行定向送风的数据中心 优化设计 凌云志 ，张小松 东南大学能源与环境学院 摘 要：数据中心使用下送风空调制冷时，由于气流分布不合理，容易出现局部热点， 影响设备稳定性。在冷通道处安装组合式风扇单元，可优化气流分布，根据需要改变区域送 风量，进行定向送风。本文采用完全析因设计，将导风栅，通道封闭状态，送风量作为主要 影响因素。采用CFD 技术获取计算数据，研究了不同配置下的风扇单元送风特性及服务器热 性能。推导出的回归模型可用于工程计算，具有较高的精确性。 关键词：分区方法，多因子相应方法，机柜级模型，组合式风扇，CFD，数据中心 Investigation on the characteristics of compact fan unit in data center design Abstract: Heat removal from equipment area in data center remains a critical challenge. Hot spots are undesirable for operation stability as well as thermal performance. This research examined the characteristics of compact fan unit with different arrangements based on factorial design. The guide unit, the containment as well as the air supply rate are considered to be the key factors. A computational fluid dynamics (CFD) approach was used to examine the air distribution and thermal performance. A full factorial design was performed to study the effect and the interaction of factors. Factorial plots and regression formula were provided to analyze the characteristics. The formula has been validated to have a high accuracy. It provides an effective methodology to design the raised floor data center with compact fan unit to eliminate local hot spots and maximize cooling performance. 1 引言 数据中心是集中放置并管理各类数据处理设备的建筑空间，随着数据中心高密度化的趋 势，数据中心的散热量急剧加大，不断增长的功率需求，给制冷空调设备带来了极大的挑战 [1] 。 从2005 年到2010 年，数据中心的全球能源消耗量增加了约56 ％。2010 年，全球数据 [2] 中心使用的电力约占世界总电力使用量的1.3％ 。此外，冷却系统的能耗占数据中心总能 耗很大一部分。根据劳伦斯伯克利实验室统计，制冷设备能耗约占数据中心的30%[3] 。而对 于低效的制冷系统，制冷设备能耗约占40%[4] 。美国能源部在加利福尼亚硅谷数据中心进行 的类似基准测试表明，向数据中心供电的电力的30-50 ％用于冷却设施。 因此，提高冷却 系统效率对于降低数据中心的能耗和成本至关重要。 作者简介：凌云志，男(1990.03-)，在读博士，210018，东南大学四牌楼2 号，E-mail:lyz_seu@126.com 1 数据中心的稳定运行需要有效的冷却环境以确保设备能够以最低的运营成本为客户提 供最稳定可靠的服务[5] 。 ASHRAE 发布了数据中心热指南，以确定IT 设备的工作环境和 热负荷要求[6][7] 。它提供了维持IT 设备稳定运