Küçük Ölçekli Bir Veri Merkezinde Zemin Altı Hava Dağıtımı için Optimizasyon Stratejileri

Özet

Çalışma, 5G ile hızla genişleyen veri merkezlerinde sıcak ve soğuk hava karışımı yüzünden ısıl ortamın işletme gereksinimlerini karşılamamasını, küçük ölçekli bir veri merkezinde zemin altı hava dağıtımını optimize ederek nasıl düzeltilebileceğini soruyor. Oda 14,75 × 13,75 × 3,45 m, her biri 6,5 m³/s'lik üç ünite (toplam 60 kW, 33,4 kW duyulur), beş kabin sırası (13-14 kabin), 0,45 m yükseltilmiş zemin ve %45 açık alanlı 0,6 × 0,6 m karolar içeriyor; tasarım beslemesi 18 °C. Doğrulama hataları: karo çıkış sıcaklığı ortalama yaklaşık %2, karo hızı %18 (aykırı değerler hariç %12), genel ortalamalar sıcaklık için %9,44 ve hız için %12,6.

300, 400 ve 500 mm plenum yüksekliklerinde minimum ızgara debileri negatifti: sırasıyla -0,044, -0,02 ve -0,024 m³/s. 700 mm'de ızgara debi aralığı 0,081-0,354, 800 mm'de 0,155-0,34 m³/s idi. En iyi plenum yüksekliği aralığı 600-800 mm, 800 mm üzerinde az gelişme. 600 mm'de azami kabin giriş ve çıkış sıcaklıkları 19,3 ve 34 °C, RHI 0,9622 idi.

RHI açıkta 0,9622, soğuk koridor kapalıyken 0,9710, sıcak koridor kapalıyken 0,9271 ve ikisi kapalıyken 0,9975 idi; yalnızca sıcak koridor kapama beslemenin ünite dönüşlerine baypas olmasına izin verdi ve en yüksek sıcaklık 40,3 °C'ye ulaştı. Soğuk koridor kapama, besleme sıcaklığının 18'den 20 °C'ye çıkmasına izin verdi ve kabin ortalama giriş ve çıkış sıcaklıkları 18-18,4 °C ve 29-30 °C oldu.

Sınırlar: tek bir küçük oda ve model doğrulama hataları hız için %12,6 ortalama; sonuçlar bu oda geometrisine ve ünite yerleşimine bağlı. Bu odada sıcak koridor kapama RHI'yı düşürdü; yani kapama türü seçimi odaya özgü olarak doğrulanmalı.

Öne çıkan noktalar

1. Oda 14,75 × 13,75 × 3,45 m; her biri 6,5 m³/s'lik üç ünite (toplam 60 kW, 33,4 kW duyulur), beş sırada 13-14 kabin, 0,45 m yükseltilmiş zemin, %45 açık alanlı 0,6 × 0,6 m karolar; tasarım beslemesi 18 °C.
2. Doğrulama hataları: karo çıkış sıcaklığı ortalama yaklaşık %2, karo hızı %18 (aykırı değerler hariç %12), genel ortalamalar sıcaklık %9,44 ve hız %12,6.
3. 300, 400 ve 500 mm plenum yüksekliklerinde minimum ızgara debileri negatifti: -0,044, -0,02 ve -0,024 m³/s; 700 mm'de aralık 0,081-0,354, 800 mm'de 0,155-0,34 m³/s.
4. En iyi plenum yüksekliği aralığı 600-800 mm; 800 mm üzerinde az gelişme. 600 mm'de azami kabin giriş ve çıkış sıcaklıkları 19,3 ve 34 °C, RHI 0,9622.
5. RHI açıkta 0,9622, soğuk koridor kapalıyken 0,9710, sıcak koridor kapalıyken 0,9271, ikisi kapalıyken 0,9975; yalnızca sıcak koridor kapama beslemenin ünite dönüşlerine baypas olmasına izin verdi.
6. Soğuk koridor kapama, besleme sıcaklığının 18'den 20 °C'ye çıkmasına izin verdi.

Tasarımda kullanımı

• Yükseltilmiş zemin yüksekliğini en az 600 mm seçin; 300-500 mm'de bazı ızgaralarda ters (negatif) akış ve düzensiz statik basınç oluştu, 800 mm üzerinde kazanç azaldı.
• Soğuk koridor kapamayı tercih edin ve besleme sıcaklığını 18'den 20 °C'ye yükseltmeyi değerlendirin; bu odada yalnızca sıcak koridor kapama RHI'yı düşürdü çünkü soğuk hava ünite dönüşlerine baypas oldu.
• Mevcut odada plenum yüksekliği ve kapama kararlarını karo debisi ölçümü ve CFD ile oda özgü doğrulayın.

Kimler okumalı

Küçük sunucu odalarında zemin altı hava dağıtımını ve koridor kapama seçeneklerini değerlendiren soğutma mühendisleri.

Belgenin bölümleri

1. 1. Giriş
2. 2. Araştırma metodolojisi (2.1 Deneysel test: geometrik model kurulumu, deneysel testin tanımı; 2.2 Sayısal yöntem ve sınır koşulları; 2.3 Isıl ortam değerlendirme göstergeleri)
3. 3. Sonuçlar ve tartışma (3.1 Deney ve simülasyon sonuçlarının doğrulanması, 3.2 Veri merkezi ısıl ortam simülasyon sonuçlarının analizi)
4. 4. Hava akışı dağılımı optimizasyon stratejisi (4.1 Yükseltilmiş zemin yüksekliği ayarı: hava hacmi, basınç alanı, sıcaklık alanı, değerlendirme göstergeleri; 4.2 Kapalı soğuk/sıcak koridorlar: akım çizgisi analizi, göstergeler, artan besleme sıcaklığının etkisi)
5. 5. Sonuçlar

İlgili standartlar

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

Belgeyi okuyun

Yayın bilgileri

Yazarlar

Fengjiao Yu; Hongbing Chen; Wenqian Wang; Jingjing An

Yayıncı

Buildings (MDPI AG)

Yıl

2025

Cilt

15

Sayı

3

Sayfalar

428

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Bilimsel yayın

Erişim

Açık lisans — indirilebilir

DOI

10.3390/buildings15030428

Lisans

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

Lisans kanıtı

www.mdpi.com

Künye