Bir Veri Merkezinde Hava Akışının Isıl Ortam Üzerindeki Etkileri ve Optimizasyonu

Özet

Çalışma, veri merkezlerinde artan enerji tüketimi sorununu hava akışı organizasyonunu optimize ederek ele alıyor ve genellikle ayrı değerlendirilen üç soğutma sistemini birlikte karşılaştırıyor. Oda 16,2 × 9,45 × 5,125 m (yaklaşık 153 m²), sıcak/soğuk koridor düzeninde üç sırada her biri 600 × 1200 × 2200 mm ve 6 kW olan 55 kabin içeriyor. Yükseltilmiş zemin durumunda her biri 230 kW'a ve 45.900 m³/sa'e kadar iki çevre ünitesi 20 °C besleme, 0,64 m yükseltilmiş zemin ve %50 açık alanlı 0,6 × 0,6 m zemin ızgaralarıyla çalışıyor.

Yükseltilmiş zemin ve sıra içi durumlar açık, soğuk koridor kapamalı (CAC) ve sıcak koridor kapamalı (HAC) çalıştırıldı; böylece yedi durum oluştu. Hava besleme verimi (ASE), hava dönüş verimi, geri dolaşım indeksi, RTI, SHI ve RHI tablolandı. Yükseltilmiş zemin kapamasız: ASE %65,69, RTI %77,94, SHI 0,141. CAC ile: ASE %85,57, SHI 0,0027. HAC ile: ASE %90,25, RTI %90,94, SHI 0,0024. Kapama olmadan 19 numaralı kabinin ortalama giriş sıcaklığı 30,1 °C ve maksimum 36,7 °C idi; on kabin 27 °C belirtim sınırını aştı.

Sıra içi durumda her biri 51,1 kW duyulur ve 10.200 m³/sa'lik üç ünite kullanıldı: kapamasız ASE %71,29 ve SHI 0,145; CAC ile ASE %92,16, ARE %99,88 ve SHI 0,0015. 6 kW'lık ısı borulu arka kapı soğutucularıyla kabin giriş sıcaklıkları ortalama yaklaşık 21,5 °C idi ve bir kabin içinde en fazla 2 °C değişti; oda koridor kapaması olmadan yaklaşık 22 °C'de kaldı.

Sınırlar: salon çalışma sırasında hâlâ inşa halindeydi, bu yüzden model ölçümlere karşı değil ikinci bir CFD koduna karşı doğrulandı: COMSOL ile 6SigmaRoom arasında ortalama kabin giriş sıcaklığı hatası %10'un altında. Gerçek ölçüm doğrulaması yok.

Öne çıkan noktalar

1. Oda 16,2 × 9,45 × 5,125 m (yaklaşık 153 m²); üç sırada sıcak/soğuk koridor düzeninde 600 × 1200 × 2200 mm ve 6 kW'lık 55 kabin.
2. Yükseltilmiş zemin durumu: her biri 230 kW'a ve 45.900 m³/sa'e kadar iki çevre ünitesi, 20 °C besleme, 0,64 m yükseltilmiş zemin, %50 açık alanlı 0,6 × 0,6 m ızgaralar.
3. Yükseltilmiş zemin kapamasız: ASE %65,69, RTI %77,94, SHI 0,141. CAC ile: ASE %85,57, SHI 0,0027. HAC ile: ASE %90,25, RTI %90,94, SHI 0,0024.
4. Kapama olmadan 19 numaralı kabinin ortalama giriş sıcaklığı 30,1 °C ve maksimum 36,7 °C idi; on kabin 27 °C sınırını aştı.
5. Sıra içi durum: her biri 51,1 kW duyulur ve 10.200 m³/sa'lik üç ünite. Kapamasız ASE %71,29 ve SHI 0,145; CAC ile ASE %92,16, ARE %99,88 ve SHI 0,0015.
6. 6 kW'lık ısı borulu arka kapı soğutucularıyla kabin giriş sıcaklıkları ortalama yaklaşık 21,5 °C idi ve kabin içinde en fazla 2 °C değişti; oda koridor kapaması olmadan yaklaşık 22 °C'de kaldı.
7. Doğrulama yalnızca kodlar arasıydı: COMSOL ile 6SigmaRoom arasında ortalama kabin giriş sıcaklığı hatası %10'un altında, çünkü salon inşa halindeydi.

Tasarımda kullanımı

• Yükseltilmiş zeminli veya sıra içi soğutmada koridor kapamasını varsayılan yapın: kapama ASE'yi %65,69'dan %85,57-90,25'e çıkarıp SHI'yı sıfıra yaklaştırdı.
• Sıcaklık sınırı aşımını (kapamasız 10 kabin 27 °C üzerinde) hesapla kabin bazında gösterin ve en kötü kabin (30,1 °C ortalama, 36,7 °C maksimum) için ayrıca kontrol edin.
• Yüksek yoğunluklu kabinlerde koridor ayırma yapılamıyorsa arka kapı ısı borulu soğutucuyu (6 kW kabin için, giriş yaklaşık 21,5 °C) seçenek olarak değerlendirin.
• İnşa halindeki salonda yalnızca kodlar arası doğrulamaya dayanan sonuçları kesin değer olarak değil ön tasarım olarak etiketleyin.

Kimler okumalı

Yeni veri salonları için yükseltilmiş zemin, sıra içi ve arka kapı soğutma düzenlerini karşılaştıran soğutma tasarımcıları.

Belgenin bölümleri

1. 1 Giriş
2. 2 Malzeme ve yöntemler (2.1 Fiziksel model, 2.2 Sayısal simülasyon: matematiksel model, sınır koşulları ve çözüm ayarları, ağ bağımsızlığı çalışması ve model)
3. 3 Sonuçlar ve tartışma (3.1 Seçenek 1: yükseltilmiş zeminden hava veren hassas klimalar: kapamasız, CAC, HAC, sayısal analiz; 3.2 Seçenek 2: sıra içi klimaların yatay hava beslemesi: kapamasız, CAC, HAC, sayısal analiz; 3.3 Seçenek 3: arka panel klima ve sıcaklık alanı analizi)
4. 4 Sonuç

İlgili standartlar

• ASHRAE TC 9.9 Thermal Guidelines for Data Processing Environments

Belgeyi okuyun

Yayın bilgileri

Yazarlar

Di Jiang

Yayıncı

Frontiers in Built Environment (Frontiers Media SA)

Yıl

2024

Cilt

10

Sayfalar

1362861

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Bilimsel yayın

Erişim

Açık lisans — indirilebilir

DOI

10.3389/fbuil.2024.1362861

Lisans

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

Lisans kanıtı

www.frontiersin.org

Künye