IDC机房空调系统优化配置方法及综合节电分析

发布时间：2020-08-22 00:40

【摘要】：随着信息技术及全球化业务的迅速发展,互联网数据中心(IDC)机房的建设与需求越来越多,同时,高功率密度计算机、服务器的不断推出,也对空调制冷技术提出了新的挑战。近年来,IDC机房耗电量及机房温度严重超标现象屡屡发生,一些地方近年建设的IDC机房出现了因空调制冷量不足、气流组织不合理导致机房温度过高,威胁机房设备运行安全的问题；同时,电源和制冷的成本在IT业投资中所占比例越来越高,甚至占到了1/3,且IDC业务具有高能耗特征(其百元业务收入综合能耗值达27元之多,而北京网通百元业务收入综合能耗值为2.3元)。因此,如何解决好IDC机房空调系统的合理运行及节能减排问题,已成为IDC机房建设和使用过程中必须考虑的问题。 为了对北京网通现行及将来新建IDC机房空调系统的优化配置与节能运行提出合理的方法、建议,本论文对北京网通现有典型IDC机房空调系统的运行状况进行了实地调查与测试,查阅了国内外相关IDC机房的最新设计标准及研究成果,并与北京电信规划设计院有限公司工程师及北京网通设备运行部门进行了较为深入的交流,同时,依据空调工程理论、计算流体力学与传热学理论,结合计算流体动力学的方法(CFD),对IDC机房及其空调系统的优化设计进行了分析与研究,基于上述调查研究并结合CFD数学模拟计算结果,本文对IDC机房环境标准、机架排列模式、空调系统送风方式、空调室外机安装等内容提出了优化指导建议；同时,本文结合北京网通现有IDC机房空调系统的现状及特点,在合理配置空调系统的基础上,从节能减排,充分利用可再生能源,采用与现有空调系统相适应的节能新技术等角度,研究了IDC机房空调系统的全年节能运行,并通过工程的实施,论证了项目的可行性。
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP308
【图文】：

网集群设备”被集中地安装在同一IDC机房内，其所需要的“供电电源功率密度”1.okw/衬，俨然成为了企业的用电大户。日益增大的能耗开支，正成为IDC机者心目中挥之不去的阴影之一。同时，随着电价和高功率密度rr设备能耗的持续上升，数据中心所需的相关本正日益备受关注。在此背景下，在国外有多家权威性的机构已投入相当多的人力资源来对数据中心机房能耗的结构与组成进行过较为详尽的调研和分析，其:RPA(国会环保署)、AFCOM(数据中心工业协会)、ASHRAE(制定空调标准的机.s，GreenBulldingCouneil(绿色建筑协会)、InformationTechnolo留Induouncil(信息技术工业协会)、GreenGrid(为数据中心确立标准及最佳运行实践ptimeInstitute(可用性研究协会)、EYp、IBM、Hp、Dell公司等。从有关的调研报告可知，对各种数据中心机房的运行状况所获得的统计数据表明:他们的调研具有惊人的相似性。下面仅以具有代表性的EYPMissionehtiealFaeilitiesIne.所调研报告为例，来研讨“数据中心机房的能耗的结构与组成”问题。

空气从机架/机柜的前面送入服务器，服务器的余热从机架/机柜的背面排出;b)冷空气从机架/机柜的前面送入服务器，服务器的余热从机架/机柜的顶部排出;c)冷空气从机架/机柜的前面送入服务器，服务器的余热从机架/机柜的背面和顶部排出(如图2一1)。开敞式的机架仅适于第一种方式，抽屉式的封闭机柜适于其中的任一种方式。正面进风背面及顶部出图2一1服务器的进、出风方式如果把机架/机柜的前面区域也即进风区域称为冷区，位于机架/机柜的后部区域也即排风区域称为热区。那么，可以把机架/机柜以交替模式排列，即机架/机柜面对面排列的方式称为冷/热分区;反之，机架/机柜顺序排列的方式称为冷/热不分区。目前，北京网通的IDC机房更多采用的是冷/热不分区的形式。

机架布置:土城6层IDC机房机架布置形式为冷/热不分区，每列机架由16个机柜组成，每个机架最多可布11个服务器，每列机架的间距基本在1.2m左右，机架布置状况如图2一2所示。图2一2土城六层机房服务器具体布置图空调方式:空调气流组织形式采用了风管上送风、下侧回风的方式;空调机组采用Ailas机房专用空调。己配置的空调机组的制冷容量为 1793W/mZ，换气次数为102次爪。2)实测结果先后于2007年9月29日和2007年10月30日，对机房内温度场、速度场、以及服务器的进/排风状况、空调机组的运行状况进行了现场实测调查。图2一3一图2一6分别为机房机架区域各送风口送风温度与速度、机架区域不同高度处速度场与温度场实测结果。不同高度处各测点(A、B、C、D)的实测结果汇总如表2一1。图2一3数据组中，上部数据为送风温度(℃)、下部数据为送风速度(耐s)。由图2一3可知，机架附近的送风温度为12.6一22OC，大多在13一17℃之间;送风速度为0.3一4.8耐s，基本趋势是远离空调机组的送风口速度偏小，而靠近空调机组的送风口速度偏大;空调机组回风口处的回风温度为18一23.5℃。图2一4是6层机房机架附近不同高度处各测点速度实测值，测点高度分别为0.4m、1.lm、1.8m。由图可见

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本文编号：2800048