高热密度数据中心机房散热影响因素的研究
发布时间：2021-07-15 18:27
各类数据中心机房内服务器等设备容纳有大量微型处理器,其功耗和热量释放均较大,不仅对空调设备基础设施造成负担,同时,机架内的热量散发对服务器性能影响也很大。由于机架散热情况与空调系统气流组织和机房布局密切相关,本课题以这类空间热环境为背景,通过模型分析和数值模拟相结合的方法,对数据中心的典型机房布局和典型送风方式下的室内热环境进行了全面的比较和分析。本文从国外数据中心机房冷却技术的发展、应用和存在的问题入手,通过对比归纳了可能存在的问题,对其机房布局和气流组织进行了分析,认为数据中心的气流分布对电子设备进口温度和湿度起关键作用。据此,针对架空地板送风方式和顶送风方式展开研究,分析了CRAC（Computer Room Air Conditioning units）机组在不同送风方式及和间距下,对机架进口温度、穿孔地板气流和机房热环境的影响。通过CFD模拟,对CRAC机组水平送风和CRAC机组垂直送风方式下的机组间距对机房内和架空地板内的气流组织和温度分布情况进行了研究。分析了8种工况（包括4种CRAC机组间距,两种送风方式）对机房内机架散热和穿孔地板气流分布的影响,讨论了每排外部机架的热...
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
机房内产品的热负荷分布趋势川目前，数据中心正为冷却空气的过量和气流组织短路而困扰
文献预计【’、2]，数据中心和电信中心办公室的空间热密度会从不到l000W/护跳转到超过10000w/矿。 AsHRAETc9.9预测了数据中心的功率增长趋势，到2014年，服务器的空间热密度将高达100oow/扩(如图1一1所示)。目前许多新服务器的机架功率己超过 20kw，如此高的热负荷将给数据中心的气流组织带来很多问题。 2.0001，000800薪薪薪 40060020010060︵。lJ、但瞩侧浦厄色希公弱呻 199219941996199820002002200420062的 8201020122014产品发布年代图1一1机房内产品的热负荷分布趋势川目前，数据中心正为冷却空气的过量和气流组织短路而困扰。特别是，高热流密度机房所遭遇的“热点”、“热循环”、“冷短路”等问题，已成为数据中心冷却问题的重点。数据中心的空调未达到满负荷状态，但机房内局部(机架顶部和每排机架的两端)仍存在过热现象(“热点”)和冷空气“冷短路”(如图1一2所示)问题，其中气流组织不合理是造成机房“热点”等问题的重要原因之一[2]。l
热通道/冷通道的布局，即计算机机房空调机组提供向下气流到地板夹层中，再由穿孔地板送入冷通道，冷空气从机架进口面进入机架，经过机架服务器加热升温，从机架背部排出热空气，直接回到计算机机房空调机组进口(如图1一4(a))或返回到顶板的回风口(如图1一4(b))，再进入计算机机房空调机组进口[’一81。机架进口机架出口机架进口|.州﹃面面︸道|雨犯黔龙图1一3机房冷热通道分布示意图一一一}’’’’’’:叫 叫叫奋···.劝 劝劝奋奋，， ，， ，， ，， ，， ，‘ ‘‘‘ ‘‘ ‘‘ ‘‘ ‘ ((((((((((((((((((((( .....................(a)架空地板送风/全回风方式卫喧竺_...................禅 禅禅李李’’:44444奋··· ·· ·(b)架空地板送风/顶板回风方式图1一4数据中心的冷热通道布置机房架空地板送风方式示意图现今为了有效冷却高热密度负荷服务器设备
【参考文献】：
期刊论文
[1]数据机房不同下送风方式的模拟分析及对比[J]. 蒋雅靖,刘刚. 建筑节能. 2011(01)
[2]通信机房空调气流组织合理化研究[J]. 刘成,陈乐天,王颖. 建筑热能通风空调. 2010(05)
[3]通信机房的气流组织特性与空调冷量调配方案[J]. 杨苹,肖莹,简弃非,罗学维,刘文飞. 华南理工大学学报(自然科学版). 2009(11)
[4]通信机房气流组织的模拟与分析[J]. 简弃非,魏蕤,颜永明,杨苹. 节能技术. 2009(01)
[5]计算机系统级热管理技术最新研究进展[J]. 刘明,刘静. 电子机械工程. 2008(06)
[6]通信机房空调上送风与下送风方式的利弊分析[J]. 李红霞. 邮电设计技术. 2004(04)
[7]寒冷地区程控机房利用自然冷源空调节能的探讨[J]. 陈育伟. 邮电设计技术. 2003(01)
[8]用零方程湍流模型模拟通风空调室内的空气流动[J]. 赵彬,李先庭,彦启森. 清华大学学报(自然科学版). 2001(10)
硕士论文
[1]单侧下回风式洁净室气流的数值模拟与测试[D]. 仲遇程.同济大学 2007
本文编号：3286234
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
机房内产品的热负荷分布趋势川目前，数据中心正为冷却空气的过量和气流组织短路而困扰
文献预计【’、2]，数据中心和电信中心办公室的空间热密度会从不到l000W/护跳转到超过10000w/矿。 AsHRAETc9.9预测了数据中心的功率增长趋势，到2014年，服务器的空间热密度将高达100oow/扩(如图1一1所示)。目前许多新服务器的机架功率己超过 20kw，如此高的热负荷将给数据中心的气流组织带来很多问题。 2.0001，000800薪薪薪 40060020010060︵。lJ、但瞩侧浦厄色希公弱呻 199219941996199820002002200420062的 8201020122014产品发布年代图1一1机房内产品的热负荷分布趋势川目前，数据中心正为冷却空气的过量和气流组织短路而困扰。特别是，高热流密度机房所遭遇的“热点”、“热循环”、“冷短路”等问题，已成为数据中心冷却问题的重点。数据中心的空调未达到满负荷状态，但机房内局部(机架顶部和每排机架的两端)仍存在过热现象(“热点”)和冷空气“冷短路”(如图1一2所示)问题，其中气流组织不合理是造成机房“热点”等问题的重要原因之一[2]。l
热通道/冷通道的布局，即计算机机房空调机组提供向下气流到地板夹层中，再由穿孔地板送入冷通道，冷空气从机架进口面进入机架，经过机架服务器加热升温，从机架背部排出热空气，直接回到计算机机房空调机组进口(如图1一4(a))或返回到顶板的回风口(如图1一4(b))，再进入计算机机房空调机组进口[’一81。机架进口机架出口机架进口|.州﹃面面︸道|雨犯黔龙图1一3机房冷热通道分布示意图一一一}’’’’’’:叫 叫叫奋···.劝 劝劝奋奋，， ，， ，， ，， ，， ，‘ ‘‘‘ ‘‘ ‘‘ ‘‘ ‘ ((((((((((((((((((((( .....................(a)架空地板送风/全回风方式卫喧竺_...................禅 禅禅李李’’:44444奋··· ·· ·(b)架空地板送风/顶板回风方式图1一4数据中心的冷热通道布置机房架空地板送风方式示意图现今为了有效冷却高热密度负荷服务器设备
【参考文献】：
期刊论文
[1]数据机房不同下送风方式的模拟分析及对比[J]. 蒋雅靖,刘刚. 建筑节能. 2011(01)
[2]通信机房空调气流组织合理化研究[J]. 刘成,陈乐天,王颖. 建筑热能通风空调. 2010(05)
[3]通信机房的气流组织特性与空调冷量调配方案[J]. 杨苹,肖莹,简弃非,罗学维,刘文飞. 华南理工大学学报(自然科学版). 2009(11)
[4]通信机房气流组织的模拟与分析[J]. 简弃非,魏蕤,颜永明,杨苹. 节能技术. 2009(01)
[5]计算机系统级热管理技术最新研究进展[J]. 刘明,刘静. 电子机械工程. 2008(06)
[6]通信机房空调上送风与下送风方式的利弊分析[J]. 李红霞. 邮电设计技术. 2004(04)
[7]寒冷地区程控机房利用自然冷源空调节能的探讨[J]. 陈育伟. 邮电设计技术. 2003(01)
[8]用零方程湍流模型模拟通风空调室内的空气流动[J]. 赵彬,李先庭,彦启森. 清华大学学报(自然科学版). 2001(10)
硕士论文
[1]单侧下回风式洁净室气流的数值模拟与测试[D]. 仲遇程.同济大学 2007
本文编号：3286234
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