摘要:1、建立數據中心?IT?機房“冷通道封閉模型”和“熱通道封閉模型”，使用CFD?軟件進行模擬仿真，從?IT?機房內的氣流速度、氣流壓力、氣流組織和溫度 分布進行分析，對比不同氣流遏制方式在實際應用中的差異。2、從舒適度、制冷 中斷的響應時間、冷量損失、凝露風險和門禁設置等方面，對比不同的氣流遏制 方式在實際應用中的優點和缺點。

一、 數據中心的氣流扼制

? ? ??數據中心的氣流扼制是對?IT?機房內的冷/熱氣流進行隔離，采用氣流遏制系 統可以使機房內的?IT?設備進風口溫度盡量保持一致，從而減少或消除機房內的 局部熱點。常用的氣流扼制方法有:封閉冷通道和封閉熱通道。

1.?冷通道封閉系統

? ? ??冷通道封閉系統是采用高架地板下送風方式和封閉冷通道的頂部以及兩端 來實現氣流遏制;在高架地板下方流過冷卻空氣，高架地板上方的空間充滿熱空 氣。(圖?1?所示)

2.?熱通道封閉系統

2.1?熱通道封閉系統一般有兩種方式:行間制冷的熱通道氣流遏制系統和垂直風管式熱通道氣流遏制系統。如果?IT?機房內有部分高功率機柜(15KW?及以上)時，也可以兩種方式共同使用，在兩個高功率機柜中間配置行間空調。

2.2?本文中的熱通道封閉模型是采用垂直風管式熱通道氣流遏制系統，在機房頂 部區域采用吊頂的方式封閉出熱空氣回流區域，使用垂直風管與機柜間的熱 通道和精密空調的回風口進行連接，部署熱通道氣流遏制系統。吊頂下方充 滿冷卻空氣，吊頂上方充滿熱空氣，熱空氣回流至精密空調的回風口。(圖?2所示，熱通道封閉模型是采用垂直風管式熱通道氣流遏制系統。)

二、 機房模型簡介

三、 數據中心的氣流組織

1.?冷通道封閉系統的CFD仿真

1.1?冷通道封閉系統氣流組織

1.2?通風地板開度為?100%

1.3?通風地板開度為?100%時，模型仿真結果

? ? ??使用?CFD?軟件對模型仿真計算后，發現在通風地板開度為?100%的情況下，冷通道中間的氣流量很大，然后向兩端逐漸減小;由以在冷通道兩端的通風地板 流量為最小。(相關數據,如下表?1)

1.4?對通風地板開度進行調節(如圖?6)

? ? ??通風地板調整:冷通道中間的的開度?40~45%，然后向兩端逐漸增大到?50%; 在冷通道兩端的通風地板開度為?100%。使用?CFD?軟件對模型仿真后，發現在對 通風地板進行調整后，冷通道的氣流布局得到平衡，兩側的通風地板流量明顯增 大。(相關數據,如下表?2)

1.5?通風地板開度調節后的?3D?仿真氣流

1.6?通風地板開度調節后的氣流壓力仿真結果

1.7?冷通道兩端通風地板的流量對比

1.8?機房溫度的仿真結果

1.9?冷通道溫度對比

1.10?熱通道溫度對比

? ? ??綜上所述，在對通風地板進行調節后，從仿真結果分析，冷通道兩端的通風 地板流量低的不利情況，得到明顯改善。冷通道中間的通風地板，由于閥門開度 減小氣流得到遏制，冷通道中間區域的流量由原來的最高可達?0.488m3/s?下降到0.387~0.453m3/s;雖然流量有所下降，但是通過對仿真結果的溫度場截圖對比和分析，滿足機房冷卻需求，也沒有出現熱點。

1.11?采用冷通道封閉系統(地板下送風)注意事項

1) ?架空地板內不應敷設通信線纜，空調管道和電線電纜等阻擋空調送風。

2) ?建議架空地板下的送風橫斷面的風速控制在1.5~2.5米/秒，架空地板凈高度不宜小于?500mm。在?TIA-942?標準中，Tier4?級要求的防靜電地板架空的最低高度為?750mm。

3) ?必須保證機架的進風與出風口是隔離的，使用盲板或防火防水布將空閑位置進行封閉，防止氣流亂竄，造成氣流短路。

4) ?使用風速儀測試和計算通風地板的流量，結合機架內?IT?設備的上架情況，調整冷通道內的地板的開度，保證送風風量滿足每個機柜的需求。

2.?熱通道封閉系統的CFD仿真

2.1?機房氣流速度的仿真結果

2.2?機房氣流壓力的仿真結果

2.3?機房氣流組織的仿真結果

2.4?機房溫度的仿真結果

? ? ??封閉熱通道系統的?IT?機房一般采用彌散式送風(側送風/風墻送風),精密空 調間類似于靜壓箱;機房區域充滿冷空氣，形成微正壓的冷池空間;由于機房區 域溫度低(20~25°C)露點溫度偏低，在該區域使用除濕機時效果不佳。

2.5?采用熱通道封閉系統的注意事項

1) ?必須保證機架的進風與出風口是完全隔離的，使用盲板或防火防水布將空閑 位置進行封閉，防止氣流亂竄，造成氣流短路。

2) ?IT房間吊頂下方送風區域是微正壓的冷池空間，精密空調間和IT機房的防 火門需密封嚴實，下方縫隙應安裝膠條或毛刷，盡量減少冷量流失。

3) ?IT房間吊頂上方回風區域安裝的氣滅管道、強弱電橋架較多，存在穿墻空洞， 需進行嚴實的防火封堵，避免外界濕氣入侵。

4)?應考慮機房內近/遠端機架的制冷需求，設置精密空調送風最低速度。

? ? ??1 確保靠近送風百葉的第一個機架處的送風速度不應過快，滿足該處機柜的冷卻風量需求;

? ? ?2 確保整列機柜中間或最遠的機架處送風速度不應過慢，滿足該處機柜的冷卻風量需求。

四、?IT機房制冷量需求對比

1.?精密空調凈顯冷量統計

2.?冷量損失對比

機房冷熱負荷的配置情況:IT?設備總功率為=940KW，開啟的精密空調的凈顯冷 量為?145KW/臺*8?臺=1160KW。

2.1 ?采用封閉冷通道的模型，精密空調總的凈顯冷量為?963KW，冷量損失(結構散熱)為:963KW-940KW=23KW;

2.2 ?采用封閉熱通道的模型:精密空調總的凈顯冷量為?978KW，冷量損失(結構散熱)為:978KW-940KW=38KW;

2.3 ?冷量損失(結構散熱)封閉熱通道模型比封閉冷通道模型的多:38KW-23KW=15KW。

3.?數據中心IT機房封閉冷/熱通道對比

五、 結束語

封閉冷通道系統可以避免冷量由于人員進出和開關門的散逸，也能減少通過 建筑結構對外散逸冷量，但冷通道外的區域溫度偏高，人體舒適度較差。

封閉熱通道系統?IT?機房內的空間充滿冷空氣，在人員進出和開關門時冷量 散逸較大;冷空氣與建筑結構的接觸面積大，造成通過建筑結構對外散逸冷 量比封閉冷通道系統多，冷量損失較大。

在IT機房設計時，采用CFD對不同的設計方案進行仿真，分析和對比仿真 結果，可為機房設計工程師提供直觀的參考數據和依據，起到優化和驗證設 計方案的作用。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的浅谈数据中心IT机房的空气调节(上篇)-气流遏制的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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