Veri Merkezlerinde Soğuk Koridor Kapamasında Uyarlanabilir Terminal Cihazlarıyla Isıl Performansın Sayısal İncelenmesi

Özet

Çalışma, mevcut hava akışı organizasyonu yöntemlerinin ayar ölçeğinin çok büyük olduğu ve veri merkezinin ince işletmesini desteklemediği sorunundan yola çıkıyor. Önerilen cihaz, raftaki sunucu gücüne göre soğutma kapasitesini saptırıcı açılarını ayarlayarak uyarlıyor. Gerçek bir Şanghay veri salonuna dayalı tam ölçekli CFD modeli kuruldu: 21,5 × 20,3 × 4,9 m, yedi raf sırası, 10 CRAH, 0,6 × 1,2 × 2,2 m 48U raflar, 0,75 m plenum ve %35 açıklık oranlı 0,6 × 0,6 m perfore karolar. Model, bir raf girişi ve çıkışında yedi katmanda 21 adet K tipi termokupl (±0,1 K) ölçümleriyle doğrulandı; ölçülen CRAH çıkışı 14 °C ve 2,7 m/s idi.

RNG k-epsilon, standart k-epsilon'dan %27,4 daha uzun hesaplanırken doğrulukta en fazla %6,7 fark verdiği için standart k-epsilon kullanıldı; perfore karolar gözenekli sıçrama sınırları olarak modellendi. 260.000 ile 1.340.000 hücrelik ağ çalışması yaklaşık 560.000 hücrede sonuçların oturduğunu gösterdi. Rafın altındaki 1.-2. konumdaki sunucular, kalın raf taban çerçevesi girişte girdap yarattığı için çok az hava aldı.

Cihaz sunucu başına hava debisini ortalama debinin yaklaşık 0,5 ile 1,5 katı arasında ayarlıyor ve maksimum raf sıcaklığını 4,2 K'e kadar düşürdü (ör. F7 rafı 310,9 K'den 306,7 K'e). Aynı sıcak noktayı gidermek için CRAH beslemesini 293 K'den 291 K'e düşürmek COP'yi yaklaşık 3,2'den 2,6'ya indirdi; cihaz bu yaklaşıma göre soğutma enerjisinin %20,1'ini, debiyi 1,1 kat artırmaya göre %4,2'sini tasarruf etti. Sunucu egzoz sıcaklıklarının yayılımı daraldı.

Sınırlar: yalnızca CFD benzetimi ve tek bir raf girişi ve çıkışı ölçümüyle doğrulama; cihazın kendisi sahada test edilmedi. Hareketli saptırıcıların güvenilirliği, kontrol gecikmesi ve maliyeti değerlendirilmedi.

Öne çıkan noktalar

1. Modellenen salon 21,5 × 20,3 × 4,9 m, yedi raf sırası, 10 CRAH, 0,6 × 1,2 × 2,2 m 48U raflar, 0,75 m plenum ve %35 açıklıklı 0,6 × 0,6 m perfore karolar.
2. RNG k-epsilon standart k-epsilon'dan %27,4 daha uzun hesaplandı ve doğrulukta en fazla %6,7 fark verdi; standart k-epsilon kullanıldı, karolar gözenekli sıçrama olarak modellendi.
3. 260.000-1.340.000 hücrelik ağ çalışması sonuçların yaklaşık 560.000 hücrede oturduğunu gösterdi.
4. Doğrulama: raf giriş ve çıkışında yedi katmanda 21 adet K tipi termokupl (±0,1 K); ölçülen CRAH çıkışı 14 °C ve 2,7 m/s.
5. Rafın alt 1.-2. konumundaki sunucular çok az hava aldı çünkü kalın raf taban çerçevesi girişte girdap yarattı.
6. Cihaz sunucu başına debiyi ortalamanın yaklaşık 0,5 ile 1,5 katı arasında ayarlıyor; maksimum raf sıcaklığını 4,2 K'e kadar düşürdü (F7 rafı 310,9 K'den 306,7 K'e).
7. Aynı sıcak noktayı gidermek için CRAH beslemesini 293 K'den 291 K'e düşürmek COP'yi yaklaşık 3,2'den 2,6'ya indirdi; cihaz bu yaklaşıma göre %20,1, debiyi 1,1 kat artırmaya göre %4,2 enerji tasarrufu sağladı.

Tasarımda kullanımı

• Sıcak nokta gidermede beslemeyi düşürmeyi veya debiyi artırmayı doğrudan seçmeden önce, COP düşüşünü (3,2'den 2,6'ya) ve enerji farkını (%20,1 ve %4,2) rafa özgü hava dağıtımı seçeneğiyle karşılaştırın.
• Raf tabanında kalın taban çerçevesi gibi giriş girdabı yaratan ayrıntıların alt sunucuları aç bıraktığını raf yerleşimi ve boşluk paneli tasarımında kontrol edin.
• Sunucu gücü dağılımı değiştiğinde (yüksek güçlü sunucu alt konumlarda) yerel hava dağıtımı ayarı gerekebileceğini işletme senaryolarına ekleyin.

Kimler okumalı

Kapalı soğuk koridorlu yükseltilmiş zeminli salonlarda rafa özgü hava dağıtımı ve enerji verimliliği değerlendiren soğutma mühendisleri.

Belgenin bölümleri

1. 1. Giriş
2. 2. Metodoloji (2.1 Hava beslemesi için uyarlanabilir terminal cihazı, 2.2 Terminal cihazının ayar stratejisi)
3. 3. Sayısal simülasyon (3.1 Simülasyon modeli: geometrik model, yönetici denklemler ve sınır koşulları, ağ bağımsızlığı çalışması ve doğrulama deneyleri; 3.2 Sayısal inceleme kurulumu)
4. 4. Sonuçlar ve tartışma (4.3 Enerji verimliliği analizi)
5. 5. Sonuçlar

İlgili standartlar

• ASHRAE TC 9.9 Thermal Guidelines for Data Processing Environments

Belgeyi okuyun

Yayın bilgileri

Yazarlar

Hongyin Chen; Dezhi Li; Songcen Wang; Tianheng Chen; Ming Zhong; Yi Ding; Ye Li; Xianxu Huo

Yayıncı

Buildings (MDPI AG)

Yıl

2023

Cilt

13

Sayı

2

Sayfalar

268

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Bilimsel yayın

Erişim

Açık lisans — indirilebilir

DOI

10.3390/buildings13020268

Lisans

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

Lisans kanıtı

www.mdpi.com

Künye