手机网站绑定域名是什么意思seo1域名查询

手机网站绑定域名是什么意思,seo1域名查询,网站建设必备语言,网页版微信分身摘 要#xff1a;以福建省某科研机构数据中心为研究对象#xff0c;对机房使用列间空调后的气流组织进行分析。利用CFD(流体动力学)软件对数据中心内的气体流动情况进行模拟#xff0c;绘制温度、矢量风速计算云图#xff0c;对比开放通道、封闭热通道和封闭冷通道三种方案…摘 要以福建省某科研机构数据中心为研究对象对机房使用列间空调后的气流组织进行分析。利用CFD(流体动力学)软件对数据中心内的气体流动情况进行模拟绘制温度、矢量风速计算云图对比开放通道、封闭热通道和封闭冷通道三种方案的房间温度场、风场的变化分析三种方案的室内换热情况。研究发现封闭热通道可使各通道冷热温差加大有效组织冷风流动方向消除局部热点使热风只集聚于小通道内加大机柜与冷风的接触面积整体平均温度可下降23 ℃。关键词列间空调气流组织热通道PHOENICS数据中心机房数据中心需要大量电力来维持服务器、存储设备、后台计算、制冷等方面的正常运作能耗和碳排放在所有产业中增长迅速。随着5G、物联网技术及智能工程的飞速发展迫切需要建设安全、智能、绿色、极简的新一代数据中心。绿色低碳已经成为今后建设和运营数据中心的重要指标尤其是在中国力争实现2030 年前碳达峰的背景下数据中心在节能减耗、气体排放等方面面临严峻的挑战。目前数据中心空调系统节能技术的三种主要方法分别是合理利用自然冷源、提高空调设备自身效率、优化气流组织。其中气流组织直接影响空调能耗和机柜冷却效率[1]。通过分析大量工程应用案例可以发现不合理的气流组织使得冷风和热风无序流动气流紊乱造成大量的能耗浪费因此优化气流组织对提高空调的制冷效率节约能源有重要的现实意义。从国内外研究现状来看数据中心机房热环境的研究方法主要包括实验实测和计算流体力学(CFD)数值模拟两种。CFD 数值模拟方法更具灵活性[2]且成本低因而应用广泛。张雪娇等利用CFD 模拟软件对数据中心机房中常见送风方式进行模拟[3]研究结果显示在机房负荷、机柜布置方式、空调系统制冷量等参数一定的情况下列间送风可获得较高的能量利用率和较好的气流组织形式。黄翔等针对某数据中心气流混乱、冷热掺混严重及局部热点问题提出提高原来架空地板的高度、改变空调的布置形式和冷通道完全封闭三个改进措施并对改进后的方案进行模拟对比结果表明优化后的机房热环境得到明显改善[4]。吕超等利用热环境评价指标来评价小型机房不同布局形式的冷却效果对某机房进行实验测试[5]。研究表明敞开式冷热通道的两侧和顶部都存在冷热空气掺混现象降低冷空气的利用效率空调送风方向应与冷热通道平行布置机架时应尽量增加每排的机柜数量采用封闭冷通道的方式可以减少冷空气短路提高冷却效率。为节省能耗极大程度发挥空调机组制冷功效使用列间空调的机房通常会将冷通道进行封闭从而达到冷热风隔离的要求。相较于传统的封闭方式本文提出一种封闭热通道的隔离方式以某数据中心为工程实例利用CFD 软件模拟不同方案的机房内气流组织情况进行对比分析从而为绿色机房的建设提供参考。1 研究对象选取及模型建立1.1 物理模型研究对象福建省某科研机构数据中心机房尺寸长×宽为11.7 m×7.05 m层高3 m。为方便计算将计算空间简化为规则长方体。根据实际尺寸机柜简化为605 mm宽×1 250 mm深×2 150 mm高长方体列间空调简化为600 mm宽×1 100 mm深×2 000 mm高长方体。数据中心内配有机柜26 台分两排布置两排间距1.2 m。为满足散热负荷需求配备4台列间空调分至于机柜中。空调送风量为6 500 m3/h制冷量为51.3 kW。对模拟区域流体模型做如下假设1数据中心内空气低温流动视为不可压缩空气物性为常数2忽略时间项影响空气流动为稳态湍流3考虑重力因素满足Boussinesq 密度假设密度为动量方程中与体积力有关的项密度差受温度影响4不考虑由流体粘性力作功引起的耗散热5门、墙密封完好与室外隔热性较好。1.2 数学模型机柜散热为数据中心内主要热负荷。配备的列间空调以对流换热的方式带走空间内余热使得设备在适宜温度中平稳运行。机房内气流流态多为湍流选用RNG k-ε 模型进行计算[6]忽略辐射换热的影响涉及到的控制方程主要包括连续性方程、动量方程、能量方程k-ε 模型方程。通用形式如下连续性方程动量守恒方程湍流脉动动能κ 方程湍流脉动动能耗散率方程计算控制方程中各项均采用混合差分格式hybrid scheme混合差分格式综合二阶中心差分和一阶迎风差分方法该种差分格式计算效率高稳定性好计算结果符合真实性。压力-速度耦合采用SIMPLE 算法试算压力场求解离散的动量方程得到速度后修正压力方程再计算出速度并检验是否收敛。在对机房整体进行流场分析时考虑气流温差带来的浮升力作用。浮升力的产生主要来源于气体密度的变化气体密度变化用动量方程来进行表征。动量方程中密度的变化采用Boussinesq 假设处理即输入一个空气的膨胀系数β近似认为密度的变化与温度的变化成线性关系满足下式松弛因子是离散方程中的参数设置松弛因子可以加快计算收敛速度改善收敛状况[7]。本项目松弛因子取值情况如表1。表1 变量求解过程中松弛因子取值Tab.1 Values of relaxation factors in solving variables1.3 边界条件设置流场模拟对象为数据机房封闭空间不考虑自然通风影响因此选取计算域为该封闭空间。采用结构化网格形式在地面、墙面、机柜表面处采用对数律形式的壁面函数来设定边界。各个风口附近参数梯度较大因此对该区域的网格进行加密网格过渡比选定为1.2在保证计算精度的同时节省计算时间。为简化计算将室外温度设定为35 ℃维护结构传热系数为0.5 W/(m2·K)。机房内单个机柜散热量为1.75 kW。空调采用水平送风送风口风速设定为2 m/s送风温度为16.8 ℃回风口的流出边界则采用自然流出的方式。网格的划分极大程度地影响计算结果的准确度。为保证计算的可靠性对网格进行独立性验证。在X轴、Y 轴、Z 轴方向上将网格按照比例逐次加密当增加到一定网格数时计算结果不再发生显著变化则说明计算结果与网格大小无关联计算结果可靠。将网格数作为自变量回风口区域附近三点温度作为观测点逐次加网格数来观察观测点的温度变化情况如表2 所示当网格数从58 380 增加到84 075 个时观测点温度基本不再变化此时网格具有独立性因此选取该套网格作为计算网络。表2 计算网格独立性分析Tab.2 Mesh grid size sensitivity analysis为保证结果的准确性设置最大计算次数为3 000 次以保证数据迭代充分。在计算过程中当压力、风速等各个变量残差值小于0.01%时判定为计算收敛达到计算收敛状态后再停止计算。2 优化设计方案采用适合小型机房、简单且容易实现的通道封闭技术。所谓通道封闭技术既是将冷热空气进行分离、使之有序流动冷空气由空调送风口进入密闭的冷通道机柜前端吸入冷空气给服务器降温后形成热空气从机柜后端排至热通道热通道的气体则返回到空调回风口。通道封闭技术可分为封闭冷通道和封闭热通道两种方式。数据中心采用列间空调送风方式为水平送风前送后回。传统方式是将列间空调的送风口面对面布置使冷风吹至两列机柜间将通道封闭后形成冷通道气流遏制CACS[8]。将空调机组与机柜前后向调转将冷风送至开放通道内通过压差热空气会回流至封闭通道中即形成热通道气流遏制HACS。为分析热通道封闭下的机房气流组织情况将封闭热通道与无封闭通道、封闭冷通道的模拟结果做对比具体方案设置如下方案1开放通道列间空调送风口向外将冷气流送至开放通道中空调回风口面向内通道内通道不做封闭处理冷、热通道均开放。方案2封闭冷通道列间空调送风口向内将冷气流送至封闭的内通道中形成冷通道隔离而空调回风口面向开放的外通道如图1 所示。图1 数据中心封闭冷通道示意图Fig.1 Diagram of data center closed cold channel方案3封闭热通道列间空调送风口向外将冷气流送至开放通道中空调回风口面向内通道内通道上部及两端采用多孔板封闭形成热通道隔离如图2 所示。图2 数据中心封闭热通道示意图Fig.2 Diagram of data center closed hot channel3 气流组织模拟与分析目前暖通空调领域的模拟研究广泛采用CFD 模型方法。该方法根据流体属性建模完成本构方程和封闭模型选择和构造差分格式完成后处理具有计算高效、模拟结果可靠等优点。PHOENICS 是模拟传热、流动、反应、燃烧过程的通用CFD 软件可以对三维稳态或非稳态的可压缩流或不可压缩流进行模拟包括非牛顿流、多孔介质中的流动并且可以考虑粘度、密度、温度变化的影响。利用PHOENICS 软件对上述三种布置方案进行气流组织模拟。着重分析距地0.5、1.5 m 处及机柜顶面三处的温度与风速分布情况。3.1 温度场分析图3 为方案1 与方案3 的机房温度场计算结果对比图。当机房气流通道完全不做封闭处理时机房整体温度较高经计算距地0.5、1.5 m 及机柜顶部处区域整体平均温度为26.1、26.5、27.4 ℃。温度计算云图显示机房东南角局部温度过高并且随着垂直高度增加高温区域会逐渐扩大这是由于热空气密度小热气流向上浮升引起的。对比方案3将机房热通道封闭后敞开的通道温度明显下降冷、热通道温差明显局部温度过热现象基本消失。经计算热通道封闭后0.5、1.5 m 及顶部处区域整体温度分别下降2.6、2.7、2.0 ℃。封闭热通道可以阻止热气流无序上浮避免冷热空气掺混实现明显的冷热分离利于数据设备的有效换热。图3 离地1.5 m 处敞开通道和封闭热通道方案温度场比较Fig.3 Comparison of temperature field between open channel and closed hot channel schemes at 1.5 m above the ground图4 为方案2 与方案3 的机房温度场计算结果对比图。分析发现采用冷通道隔离时冷风集聚于行间的“冷池”内可以有效的提高冷热温差避免冷热风混合带来能源浪费[8]但隔离冷通道后机房内部除冷通道外区域温度都会上升。相反地选择对热通道进行隔离空调不会向机房其余区域输出热风只把热风集聚与小通道内机房全区域整体温度下降机柜与冷风接触面更大进而使得冷源利用更加充分。通过计算距地0.5 m 处方案2 与方案3 整体平均温度分别为24.1、23.5 ℃距地1.5 m 处平均温度分别为24.5、23.8 ℃机柜顶部附近平均温度分别为26.2、25.4 ℃。由此发现热通道封闭较冷通道封闭来说机房整体能够获得更低的平均温度更有利用数据设备的高效运行。另外冷风送风口向外也使得活动通道更凉爽增加人员必要活动时的舒适性。图4 封闭冷通道和封闭热通道方案温度场比较Fig.4 Comparison of temperature field between closed cold channel and closed hot channel schemes3.2 风场分析图5 为方案1 和方案3 风速场比较可以发现封闭热通道前整体气流混乱机房南侧存在旋涡流存在冷风短路现象冷风无法尽可能地流经机柜机房内部换热不均匀处热量聚集导致温度升高。另外流线混乱也说明冷热风存在掺混现象降低空调效率。封闭热通道后的流场更加规律冷风短路现象有所缓解减少无效制冷的情况。图5 离地1.5 m 敞开通道和封闭热通道方案风速场比较Fig.5 Comparison of wind field between open channel and closed hot channel schemes at 1.5 m above the ground图6 为方案2 和方案3 风速场比较可以发现方案3 中冷风流动速度相较于方案2 有所减缓。调转风向后冷风送至更大的开放空间减缓了冷风的流速增加了机柜与冷风的接触时间对机柜整体换热效果有一定的帮助。图6 封闭冷通道和封闭热通道方案风速场比较Fig.6 Comparison of wind field between closed cold channel and closed hot channel schemes在实际工程中常采用塑料门帘、平顶镶板或拉引门等材料对列间空调的冷通道进行密闭。冷通道封闭后使得数据中心的其余部分形成一个大的热回风压力通风系统。通过门帘等构件的阻隔将数据中心机房内的冷、热气流得以分离形成有效换热。但封闭后其余空间温度上升迅速影响人员检修和维护。通过对比方案2、3 的温度场及风速场可知封闭热通道可以在对气流组织合理规划的同时避免这一缺陷进一步提高整体经济性。4 结论传统机房将冷源外置的制冷方式在输送冷气的过程中会造成冷源的浪费并且管路安装会占据建筑空间。采用列间空调可以让冷源直接嵌入服务器机柜排内减少输送过程中的冷量损耗。但由于缺少管道约束冷热气流容易掺混。当能耗激增时会有制冷不足而引发服务器停机的风险。因此实际应用时更应注重冷热通道的隔离。热通道气流隔离和冷通道气流隔离均可有效消除冷、热空气的混合显著提高数据机房制冷系统的运行效率但两者在实施中仍存在一定差别。以某数据中心为对象在传统气流组织规划的方式上提出对热通道封闭、冷通道敞开的新型设计方案同时与传统封闭冷通道的方案进行对比。研究结果表明封闭热通道可以使各通道冷热温差加大有效组织冷风流动方向消除局部热点机房的整体平均温度可下降23℃。同时封闭热通道不仅可以使热风只集聚于小通道内加大机柜与冷风的接触面积增强机柜的换热效果而且封闭热通道后冷风送至更大的开放空间减缓冷风的流速有效利用冷空气和冷量提高空调机组的能源利用效率。参考文献[1] 闵文科,孙小琴,李杰.送风方式对数据中心气流组织影响的模拟研究[J].建筑科学,2021,37(8):25-32.[2] WANG I N,TSUI Y Y,WANG C C.Improvements of airflow distribution in a container data center [J].Energy Procedia,2015(75):1819-1824.[3] 张雪娇,周军莉,邓勤犁,等.数据中心三种送风方式的对比研究[J].建筑科学,2019,35(2):102-107.[4] 黄翔,李婷婷,刘凯磊,等.乌鲁木齐某数据中心热环境分析及气流组织优化研究[J].西安建筑科技大学学报,2019,51(1):104-108.[5] 吕超,陈光明,刘月琴,等.小型数据中心机房布局及气流组织研究[J].低温工程,2017,217(3): 61-68.[6] 殷结峰,高春燕,高义人.低雷诺数下不同湍流模型和差分格式对典型流场数值模拟预测的影响研究[J].制冷与空调,2017,31(5):453-459.[7] 黄庆河,曹连华,邱靖国,等.基于零方程湍流模型大空间数据机房气流组织数值模拟[J].暖通空调,2016,46(1):73-78.[8] 邱玉英,邱琳祯.数据中心列间空调气流组织分析与优化[J].福建工程学院学报,2021,19(1):84-88.作者李琳邱琳祯邱玉英来源数据中心基础设施运营管理近期好文台达张彦和800V直流供电架构算力运维的“破局者”与“节能键”银行数据中心建设工程造价管理对策研究轮流停电末日来临美国数据中心崩溃全球豪赌2300座数据中心马斯克太空算力是解决AI算力瓶颈和能源约束的唯一途径