基于CFD在线反馈的数据机房送风温度控制策略研究

发布时间：2019-09-20 08:07

【摘要】：随着网络技术及互联网业务的不断发展,数据机房的数量和规模正在逐年递增。绝大部分数据机房具有面积大、设备多、发热量大、全天无间歇运行的特点,如何合理设计机房空调送风参数以保证设备不间断安全运行的问题越来越引起人们重视。同时,数据机房作为耗能大户,空调用电占其中较大的比例。而在机房空调设计时一般只考虑机房室内参数的宏观控制,在实际的机房运行控制过程中,大多也都是只能对机房整体温度或通道温度进行粗放控制,不能对机房中设备运行环境达到精确的控制,为了使设备处于绝对安全的温度范围内,运维人员一般将空调温度设定的相对较低,这也就造成了冷量的极大浪费。因此,在保障机房设备安全运行的情况下,合理控制机房空调参数,对于降低机房空调能耗具有重要意义。CFD技术近年来广泛地应用于数据机房中,有助于获取详尽的机房热环境数据,为控制策略的制定提供预测验证。首先,本文以广州某数据机房为研究对象,进行了能耗分析及热环境测试分析。运用CFD软件对该机房进行了仿真模拟,并通过与实测数据的对比,验证了机房数值模型的应用可行性。其次,根据数据机房空调系统的运行原理,对现有不同控制方式下的空调运行模式进行了分析对比,以有效利用空调送风,最大程度提高送风温度,消除机房过冷问题为目标,研究并提出了以各通道机柜出风温度为控制依据的机房送风温度控制策略。通过分析影响机柜出风温度的影响因素,找出其主要影响变量,利用回归方法得出了各通道机柜温度拟合方程。然后,从模拟软件PHOENICS计算原理出发,将其与数据机房空调控制系统进行二次开发耦合,该系统实现了CFD仿真在线计算、机柜温度实时统计反馈以及空调送风温度的反馈控制,通过对该系统的功能设计、程序设计以及接口设计,为今后机房空调控制器的开发提供一种新的参考。最后,通过模拟仿真验证了该控制策略应用于机房后的效果,对调节前后机房热环境、机柜出风温度以及冷量利用系数进行了对比分析,结果表明,利用该控制策略后所有机柜均处于安全运行温度范围内,且机房各空调送风温度可提高1℃~3℃,冷量利用系数可从1.14上升至1.59,具有很大的节能效益。
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU831

【参考文献】