Çin'deki Çift Yönlü Hava Beslemeli Veri Merkezlerinde Hava Akışı Organizasyonunun Optimizasyonu

Özet

Çalışma, sıcak yazlı ve ılık kışlı bir bölgedeki çift yönlü hava beslemeli veri merkezinde hava akışı organizasyonunun nasıl iyileştirileceğini soruyor. BT odası 502,3 m², 0,7 m yükseltilmiş zemin ve 4,5 m net yükseklikte; her biri 34.800 m³/sa'lik dokuz CRAC (yedisi çalışıyor, ikisi yedek) zemin altına besleyip yandan dönüşle sekiz sıra halinde 1,2 m koridorlu 142 rafa hizmet ediyor. Doğrulama 72 sıcaklık noktası (0,5, 1,2 ve 1,8 m yükseklikte) ve 144 karo hız noktasıyla yapıldı; giriş sıcaklığı MBE 0,70 °C ve RMSE 0,92 °C, çıkış MBE 0,67 °C ve RMSE 1,46 °C, karo debisi RMSE 0,011 m³/s.

Model ayarları: standart k-epsilon, 6.972.368 hücreli çokyüzlü ağ, %36 gözenekli perfore karo ve %86 gözenekli raf kapısı gözenekli sıçrama olarak, sunucu ısısı ölçülen PDU gücünden hacimsel kaynak. Çarpışan plenum jetleri çarpışma arayüzlerinde 6-14 Pa tepe statik basınç verdi. Ortalama karo debisi tek yönlü besleme bölgesinde yaklaşık 0,20 m³/s, iki yönlü bölgede 0,25 m³/s; AE ve AF sıralarında minimum 0,14 m³/s. Soğutma sisteminin aşırı hava beslemesi var ve soğuk hava baypası baskın, ama soğuk ve sıcak havanın ciddi karışımı dengesiz soğutma kapasitesi dağılımına yol açıyor.

Yedi iyileştirme durumu RTI, SHI ve RCI-HI ile puanlandı: üç kapama varyantı (yalnızca kapılar, yalnızca tavan, tam), boşluk panelleri ve boşluk panelleri artı her kapama varyantı. Temel durumda RTI 0,786, SHI 0,230, RCI-HI 0,992. Yalnızca boşluk panelleri: SHI 0,132, RCI-HI 1. Boşluk paneli artı tam soğuk koridor kapama (Durum 7): RTI 1, SHI 0,027. Temel duruma göre SHI azalmaları: yalnızca kapı kapama %1,30, yalnızca tavan %0,43, tek başına tam kapama %12,17, tek başına boşluk paneli %42,61, boşluk paneli artı tam CAC %88,26.

Boşluk panelleri tek başına en iyi önlemdi; boşluk paneli artı tam kapama en iyisi, boşluk paneli artı yalnızca tavan kapama daha ucuz ikinci seçenekti. Boşluk paneli olmadan kapama çok az fayda sağladı. Sınırlar: tek bir salon ve tek iklim bölgesi; sonuçlar bu salonun geometrisine ve CRAC düzenine bağlı.

Öne çıkan noktalar

1. BT odası 502,3 m², 0,7 m yükseltilmiş zemin, 4,5 m net yükseklik; her biri 34.800 m³/sa'lik dokuz CRAC (yedisi çalışıyor, ikisi yedek), 1,2 m koridorlu sekiz sırada 142 raf.
2. Doğrulama: 72 sıcaklık noktası ve 144 karo hız noktası; giriş sıcaklığı MBE 0,70 °C, RMSE 0,92 °C; çıkış MBE 0,67 °C, RMSE 1,46 °C; karo debisi RMSE 0,011 m³/s.
3. Model: standart k-epsilon, 6.972.368 hücreli çokyüzlü ağ, %36 gözenekli karo ve %86 gözenekli raf kapısı gözenekli sıçrama, sunucu ısısı ölçülen PDU gücünden hacimsel kaynak.
4. Çarpışan plenum jetleri çarpışma arayüzlerinde 6-14 Pa tepe statik basınç verdi; ortalama karo debisi tek yönlü bölgede yaklaşık 0,20 m³/s, iki yönlü bölgede 0,25 m³/s, AE ve AF sıralarında minimum 0,14 m³/s.
5. Temel durum: RTI 0,786, SHI 0,230, RCI-HI 0,992. Yalnızca boşluk panelleri: SHI 0,132, RCI-HI 1. Boşluk paneli artı tam CAC (Durum 7): RTI 1, SHI 0,027.
6. SHI azalmaları temel duruma göre: kapı kapama %1,30, tavan %0,43, tam kapama tek başına %12,17, boşluk paneli tek başına %42,61, boşluk paneli artı tam CAC %88,26; boşluk paneli olmadan kapama çok az fayda sağladı.

Tasarımda kullanımı

• Mevcut yükseltilmiş zeminli salon iyileştirmesinde önce kullanılmayan raf boşluklarını boşluk paneliyle kapatın (SHI'yı tek başına %42,61 düşürdü); kapama tek başına çok az fayda sağladı.
• Çift yönlü plenum beslemesinde karşıt jetlerin çarpıştığı bölgelerde statik basınç dengesizliğini (6-14 Pa) ve düzensiz karo debisini (0,14 ile 0,25 m³/s) CFD veya ölçümle kontrol edin.
• Bütçe sınırlıysa boşluk paneli artı yalnızca tavan kapamayı daha ucuz seçenek olarak, boşluk paneli artı tam soğuk koridor kapamayı en iyi seçenek olarak karşılaştırın ve RTI, SHI ve RCI-HI ile puanlayın.

Kimler okumalı

Mevcut yükseltilmiş zeminli veri salonlarında hava akışı iyileştirmesi yapan soğutma mühendisleri ve işletme ekipleri.

Belgenin bölümleri

1. 1. Giriş
2. 2. Malzeme ve yöntemler (2.1 Saha deneyi: veri merkezine genel bakış, deney şeması; 2.2 Sayısal simülasyon: yönetici denklemler, basitleştirme varsayımları, sınır koşulları; 2.3 Isıl ölçüt)
3. 3. Sonuçlar (3.1 Model doğrulama, 3.2 Hava besleme özellikleri, 3.3 Akış alanı dağılımı, 3.4 Sıcaklık)
4. 4. Hava akışı organizasyonu optimizasyonu (4.1 Hava akışı optimizasyon stratejileri, 4.3 Analiz)
5. 5. Sonuçlar

İlgili standartlar

• ASHRAE TC 9.9 Thermal Guidelines for Data Processing Environments
• GB 50174 Code for design of data centers

Belgeyi okuyun

Yayın bilgileri

Yazarlar

Yixin Wu; Junwei Yan; Xuan Zhou

Yayıncı

Applied Sciences (MDPI AG)

Yıl

2025

Cilt

15

Sayı

10

Sayfalar

5711

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Bilimsel yayın

Erişim

Açık lisans — indirilebilir

DOI

10.3390/app15105711

Lisans

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

Lisans kanıtı

www.mdpi.com

Künye