寒冷地區(qū)某數(shù)據(jù)機(jī)房機(jī)柜散熱測(cè)試及仿真模型研究

李國(guó)柱，崔美華，李忠輝，王天來(lái)，趙乃妮,4

（1.中國(guó)建筑科學(xué)研究院有限公司；2.沈陽(yáng)建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院；3.遼寧省建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司；4.北京市綠色建筑設(shè)計(jì)工程技術(shù)研究中心）

1 引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G技術(shù)的快速發(fā)展，海量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、交互都離不開(kāi)數(shù)據(jù)中心的支撐，數(shù)據(jù)中心是為集中放置的電子信息設(shè)備提供運(yùn)行環(huán)境的場(chǎng)所[1-2]，其特點(diǎn)是全年不間斷運(yùn)行，產(chǎn)生大量的熱量。數(shù)據(jù)中心的能耗密度通常為120W/m2～940W/m2，但對(duì)于業(yè)務(wù)量繁雜的大型數(shù)據(jù)中心而言，其能耗密度高達(dá)1080W/m2～3230W/m2，是普通商業(yè)建筑能耗密度的幾倍甚至數(shù)十倍[3]。數(shù)據(jù)機(jī)房對(duì)于環(huán)境參數(shù)的要求較高，為保證服務(wù)器的安全穩(wěn)定運(yùn)行，往往存在送風(fēng)溫度過(guò)低或送風(fēng)量過(guò)大的情況[4]，導(dǎo)致機(jī)房冷量的過(guò)度浪費(fèi)，并且增加電力系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)[5]。資料顯示，空調(diào)的制冷能耗占數(shù)據(jù)中心總能耗的30%～50%[6-8]，數(shù)據(jù)機(jī)房空調(diào)的冷卻效果和系統(tǒng)的能耗量受數(shù)據(jù)機(jī)房?jī)?nèi)氣流組織的影響很大[9]，因此合理控制機(jī)房熱環(huán)境參數(shù)對(duì)于數(shù)據(jù)機(jī)房節(jié)能降耗具有重要意義[10]。

本文對(duì)寒冷地區(qū)某數(shù)據(jù)機(jī)房機(jī)柜進(jìn)行了熱環(huán)境測(cè)試，并利用CFD軟件對(duì)該機(jī)房典型機(jī)柜進(jìn)行了仿真模擬，根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證邊界條件的合理性，進(jìn)而建立機(jī)房熱環(huán)境的數(shù)值模型，以期為后續(xù)開(kāi)展數(shù)據(jù)機(jī)房節(jié)能研究提供參考。

2 項(xiàng)目概況與測(cè)試方法

以寒冷地區(qū)某辦公樓用數(shù)據(jù)機(jī)房為測(cè)試對(duì)象，根據(jù)《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50174-2017）中數(shù)據(jù)機(jī)房等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，該機(jī)房屬于B級(jí)。……