一種新型的數(shù)據(jù)機(jī)房氣流組織優(yōu)化方案

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1、知識(shí)水壩（豆丁網(wǎng)@pologoogle）為您傾心整理（下載后雙擊刪除） 中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)浙江有限公司 項(xiàng)目結(jié)題報(bào)告 項(xiàng)目名稱 一種新型的數(shù)據(jù)機(jī)房氣流組織形式 項(xiàng)目第一負(fù)責(zé)人 項(xiàng)目組成員 申請(qǐng)單位 網(wǎng)絡(luò)部 聯(lián)系電話 通訊地址

2、 郵政編碼 中國(guó)移動(dòng)浙江公司 2010年 11 月 百度一下"知識(shí)水壩" 目 錄 =================================== 目錄 1 第1章 項(xiàng)目背景 3 1.1 機(jī)房局部區(qū)域過(guò)熱問(wèn)題 3 1.2 機(jī)房PUE值較高問(wèn)題 3 第2章 項(xiàng)目特點(diǎn)和功能描述 4 第3章 項(xiàng)目主要內(nèi)容 4 3.1 傳統(tǒng)機(jī)房送風(fēng)方式存在的局限性分析 5 3.2 采用主動(dòng)式送風(fēng)地板的機(jī)房氣流

3、組織形式 6 3.3 送風(fēng)角度、送風(fēng)速度對(duì)機(jī)架進(jìn)風(fēng)側(cè)溫度的影響 7 3.4 按機(jī)柜功耗高低安裝主動(dòng)送風(fēng)地板的效果 13 3.5 按機(jī)房冷通道均勻布置主動(dòng)送風(fēng)地板的效果 16 3.6 空調(diào)節(jié)能效果測(cè)試 24 第4章 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn) 26 第5章 實(shí)際應(yīng)用效果總結(jié) 26 第6章 其他說(shuō)明 27 第1章 項(xiàng)目背景 通信業(yè)務(wù)大規(guī)模的發(fā)展，設(shè)備單位能耗的大幅提高，造成了通信和數(shù)據(jù)機(jī)房存在的迫切需要解決的兩大突出問(wèn)題： 1.1 機(jī)房局部區(qū)域過(guò)熱問(wèn)題 通常一些重要的關(guān)鍵業(yè)務(wù)處理設(shè)備，其信息處理量和處理速度要求高，設(shè)備集成度高，單個(gè)機(jī)柜的發(fā)熱量大。

4、由于機(jī)房設(shè)備安裝不均衡，局部區(qū)域大功率設(shè)備安裝集中，造成這些設(shè)備難以得到足夠的制冷送風(fēng)量，形成機(jī)房局部區(qū)域過(guò)熱，威脅通信設(shè)備的可靠運(yùn)行，甚至造成個(gè)別設(shè)備因過(guò)熱而宕機(jī)等嚴(yán)重問(wèn)題。 為解決機(jī)房?jī)?nèi)局部區(qū)域熱負(fù)荷較大、局部制冷量不足問(wèn)題，曾經(jīng)采用降低空調(diào)回風(fēng)溫度設(shè)定點(diǎn)、增加機(jī)房專用空調(diào)、布置軸流風(fēng)機(jī)加強(qiáng)對(duì)流等措施，但同時(shí)也帶來(lái)空調(diào)負(fù)荷增加，浪費(fèi)電能的問(wèn)題。 1.2 機(jī)房PUE值較高問(wèn)題 當(dāng)前評(píng)估機(jī)房能耗水平的通用指標(biāo)是采用PUE值（機(jī)房總功耗/通信設(shè)備功耗）。為解決機(jī)房?jī)?nèi)局部區(qū)域熱負(fù)荷較大、局部制冷量不足問(wèn)題，曾經(jīng)采用降低空調(diào)回風(fēng)溫度設(shè)定點(diǎn)、增加機(jī)房專用空調(diào)、布置軸流風(fēng)機(jī)加強(qiáng)對(duì)流等措施，以滿足該

5、部分設(shè)備的正常運(yùn)行。但同時(shí)也帶來(lái)空調(diào)能耗增加，造成機(jī)房PUE值較高。 第2章 項(xiàng)目特點(diǎn)和功能描述 采用具備定向定量送風(fēng)功能的主動(dòng)地板送風(fēng)系統(tǒng)，同時(shí)具備自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，根據(jù)機(jī)房場(chǎng)地和機(jī)柜布置情況配備標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格主動(dòng)送風(fēng)地板，實(shí)現(xiàn)設(shè)備冷量按需分配，消除機(jī)房局部熱島問(wèn)題，使機(jī)房溫度場(chǎng)分布均勻。 主要特點(diǎn)是：地板出風(fēng)口的出風(fēng)角度、出風(fēng)量可按照設(shè)備機(jī)架所需制冷量的不同進(jìn)行調(diào)節(jié)。 第3章 項(xiàng)目主要內(nèi)容 本項(xiàng)目選擇蕭山9層IDC機(jī)房作為試驗(yàn)機(jī)房。機(jī)房面積約300平方米，機(jī)房呈長(zhǎng)方形，共安裝7列設(shè)備，設(shè)備采用冷熱通道布局，共安裝4臺(tái)機(jī)房專用空調(diào)。由于該機(jī)房啟用時(shí)間較早，機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備分布不均勻，空調(diào)送

6、風(fēng)距離較長(zhǎng)（達(dá)到近20米），屬于典型的存在較嚴(yán)重局部熱島的問(wèn)題機(jī)房。如下圖： 針對(duì)機(jī)房局部熱島問(wèn)題，曾經(jīng)采取過(guò)一些措施，比如增加軸流風(fēng)機(jī)加強(qiáng)機(jī)房空氣對(duì)流，在距離機(jī)房專用空調(diào)的遠(yuǎn)端增加普通空調(diào)進(jìn)行局部制冷等，雖然緩和了局部熱島問(wèn)題，但解決不徹底，同時(shí)帶來(lái)了能耗增加的問(wèn)題，不符合當(dāng)前節(jié)能減排的宗旨。 3.1 傳統(tǒng)機(jī)房送風(fēng)方式存在的局限性分析 一般數(shù)據(jù)機(jī)房采用的傳統(tǒng)機(jī)房制冷解決方案絕大多數(shù)為普通機(jī)房專用空調(diào)，并采用地板下送風(fēng)方式實(shí)現(xiàn)機(jī)房設(shè)備冷卻。這種地板下送風(fēng)方式存在的明顯的局限性： 1) 空氣泄漏存在于地板的間隙、電纜孔、機(jī)柜內(nèi)沒(méi)裝設(shè)備的空間，空調(diào)設(shè)備送出的部分冷空氣沒(méi)有參加有效的換熱

7、直接回到了機(jī)房空調(diào)。 2) 由于地板下的阻礙物、多臺(tái)機(jī)房空調(diào)的機(jī)外余壓不平衡，使靜壓箱效果不理想。 3) 機(jī)房出現(xiàn)嚴(yán)重的冷熱不均問(wèn)題，其原因來(lái)自兩個(gè)方面：一是在大跨度機(jī)房中，機(jī)房專用空調(diào)遠(yuǎn)距離送風(fēng)能力有限；二是設(shè)備熱負(fù)荷不均勻分布造成嚴(yán)重的局部熱島現(xiàn)象。 4) 僅能滿足最大每個(gè)機(jī)柜3~4kW的功率密度，不能適應(yīng)刀片式服務(wù)器機(jī)柜等高密度發(fā)熱機(jī)柜的散熱要求，局部“熱島”問(wèn)題難以有效解決。 3.2 采用主動(dòng)式送風(fēng)地板的機(jī)房氣流組織形式 在機(jī)房冷通道安裝主動(dòng)式送風(fēng)地板，送風(fēng)速度、角度可調(diào)，將地板下的冷風(fēng)按需、均勻地送至設(shè)備機(jī)柜的進(jìn)風(fēng)側(cè)，從而達(dá)到消除機(jī)房局部熱島現(xiàn)象。 本研究項(xiàng)目對(duì)主動(dòng)送風(fēng)的

8、角度、送風(fēng)速度、出風(fēng)口布置及空調(diào)節(jié)能情況進(jìn)行了詳細(xì)的測(cè)試。 為了記錄機(jī)房溫度分布情況，我們?cè)诿總€(gè)機(jī)柜正面（設(shè)備進(jìn)風(fēng)側(cè)）的上、中、下部分別安裝3個(gè)數(shù)字溫度計(jì)，在機(jī)柜背面（設(shè)備出風(fēng)側(cè)）中部安裝1個(gè)數(shù)字溫度計(jì)，實(shí)際安裝效果如下圖： 機(jī)架正面上部溫度測(cè)點(diǎn) 機(jī)架正面溫度顯示區(qū) 機(jī)架正面中部溫度測(cè)點(diǎn) 機(jī)架正面下部溫度測(cè)點(diǎn) 機(jī)架背面溫度計(jì)安裝位置： 機(jī)架背面溫度測(cè)點(diǎn) 3.3 送風(fēng)角度、送風(fēng)速度對(duì)機(jī)架進(jìn)風(fēng)側(cè)溫度的影響 一、調(diào)速檔位與出風(fēng)速度的關(guān)系： 本次測(cè)試檔位與風(fēng)速關(guān)系中，機(jī)架與主動(dòng)送風(fēng)系統(tǒng)之間相隔40CM。由于實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)可能會(huì)與測(cè)試位置不一至?？勺鲞m當(dāng)調(diào)整。

9、 二、不同出風(fēng)速度、出風(fēng)角度對(duì)機(jī)架溫度的影響： 以下是不同出風(fēng)角度、出風(fēng)速度時(shí)機(jī)架的溫度分布情況： 1、 當(dāng)出風(fēng)角度在“66度”、出風(fēng)速度在5.6M/S位置時(shí)，機(jī)架的上、中、下溫度比較均勻，平均溫度較低。 2、 當(dāng)出風(fēng)角度在“58度”、出風(fēng)速度在6.8M/S位置時(shí)，機(jī)架的上、中、下溫度比較均勻，平均溫度較低。 3、 當(dāng)出風(fēng)角度在“50度”、出風(fēng)速度在5.6M/S位置時(shí)，機(jī)架的上、中、下溫度比較均勻，平均溫度較低。 4、 當(dāng)出風(fēng)角度在“42度”、出風(fēng)速度在5.6M/S位置時(shí)，機(jī)架的上、中、下溫度比較均勻，平均溫度較低。 5、 當(dāng)出風(fēng)角度在“34度”

10、、出風(fēng)速度在6.1M/S位置時(shí)，機(jī)架的上、中、下溫度比較均勻，平均溫度較低。但此時(shí)由于出風(fēng)角度與機(jī)架形成角度過(guò)小，造成機(jī)架下部溫度反而高于機(jī)架上部，同時(shí)，由于風(fēng)速較大，部分冷風(fēng)已經(jīng)超過(guò)機(jī)架頂部，造成冷量損失。 6、 當(dāng)出風(fēng)角度在“26度”、出風(fēng)速度在6.6M/S位置時(shí)，機(jī)架的上、中、下溫度比較均勻，平均溫度較低。同樣，此時(shí)由于出風(fēng)角度與機(jī)架形成角度過(guò)小，造成機(jī)架下部溫度反而高于機(jī)架上部，同時(shí)，由于風(fēng)速較大，部分冷風(fēng)已經(jīng)超過(guò)機(jī)架頂部，造成冷量損失。 7、 當(dāng)出風(fēng)角度在“18度及以下時(shí)，由于出風(fēng)角度與機(jī)架形成角度過(guò)小，造成機(jī)架下部溫度反而高于機(jī)架上部，同時(shí)，由于風(fēng)速較大，部分冷風(fēng)已經(jīng)超

11、過(guò)機(jī)架頂部，造成冷量損失。 通過(guò)以上測(cè)試，可以得出，出風(fēng)角度設(shè)在“42度”，出風(fēng)速度設(shè)在5.6M/S時(shí)，機(jī)架平均溫度最低，且機(jī)架上、中、下部溫度較均勻，出風(fēng)效果較理想。以下測(cè)試，都是按此設(shè)置進(jìn)行。 3.4 按機(jī)柜功耗高低安裝主動(dòng)送風(fēng)地板的效果 首先，對(duì)該機(jī)房所有機(jī)柜功耗、機(jī)柜進(jìn)出風(fēng)溫度進(jìn)行了測(cè)試，選取功耗TOP20機(jī)柜（3KW機(jī)柜以上）對(duì)應(yīng)位置安裝20塊主動(dòng)送風(fēng)地板，安裝情況如下圖： 分別測(cè)試安裝主動(dòng)送風(fēng)地板后對(duì)應(yīng)機(jī)柜在風(fēng)扇開(kāi)啟前、后的機(jī)柜溫度。 機(jī)柜正面上部溫度對(duì)比： 機(jī)柜正面中部溫度對(duì)比： 機(jī)柜正面下部溫度對(duì)比： 機(jī)柜背部（出風(fēng)）溫度對(duì)比：

12、 所有機(jī)柜溫度對(duì)比： 從上圖可知，地板風(fēng)扇關(guān)閉時(shí)機(jī)柜溫度峰值明顯，風(fēng)扇開(kāi)啟地板后溫度峰值明顯降低，既局部熱島有所緩解。但同時(shí)發(fā)現(xiàn)，未安裝主動(dòng)送風(fēng)地板位置的機(jī)柜溫度卻有相反變化。 結(jié)論：按照機(jī)柜功耗對(duì)應(yīng)位置安裝主動(dòng)送風(fēng)地板，能很好解決局部熱島問(wèn)題，但機(jī)房溫度分布仍不夠均勻。 3.5 按機(jī)房冷通道均勻布置主動(dòng)送風(fēng)地板的效果 一、現(xiàn)場(chǎng)安裝效果 在機(jī)房冷通道中，每隔2塊地板安裝一塊主動(dòng)送風(fēng)地板，地板的出風(fēng)角度設(shè)在“42度”，出風(fēng)速度設(shè)在“M6”（即5.6M/S）檔，如下圖所示： 二、主動(dòng)送風(fēng)地板風(fēng)扇開(kāi)啟、關(guān)閉時(shí)的溫度對(duì)比 A列在主動(dòng)送風(fēng)地板風(fēng)扇開(kāi)啟、關(guān)閉時(shí)的溫

13、度對(duì)比： B列在主動(dòng)送風(fēng)地板風(fēng)扇開(kāi)啟、關(guān)閉時(shí)的溫度對(duì)比： 其他列的溫度分布情況同A、B列基本一致。 以下3張圖分別是機(jī)房所有機(jī)柜的上、中、下部在主動(dòng)送風(fēng)地板風(fēng)扇開(kāi)啟前后的溫度對(duì)比，由圖可以很直觀看到，風(fēng)扇開(kāi)啟后，機(jī)柜上部溫度尖峰被削平，而機(jī)柜下部溫度有所上升，機(jī)房整體溫度得到較好的均衡。 下圖是部分典型機(jī)柜在主動(dòng)送風(fēng)地板風(fēng)扇開(kāi)啟前、后的機(jī)柜正面溫度分布情況，其中每個(gè)機(jī)柜都有2個(gè)柱形圖，左邊是主動(dòng)送風(fēng)地板風(fēng)扇關(guān)閉狀態(tài)的機(jī)柜正面溫度分布，右邊是主動(dòng)送風(fēng)地板風(fēng)扇開(kāi)啟狀態(tài)的機(jī)柜正面溫度分布，可以很明顯看到，開(kāi)啟主動(dòng)送風(fēng)地板風(fēng)扇后，機(jī)架上、下部

14、溫度分布更加均勻，機(jī)架平均溫度有所降低。 下圖是機(jī)房所有機(jī)柜在主動(dòng)送風(fēng)地板風(fēng)扇開(kāi)啟、關(guān)閉時(shí)的背面（排風(fēng)）溫度對(duì)比。由圖也可以看到，機(jī)柜背面整體溫度沒(méi)有明顯變化，局部有升有降。 3.6 空調(diào)節(jié)能效果測(cè)試 以下表格為機(jī)房電表數(shù)值； 日期時(shí)間 空調(diào)電度表 24小時(shí)耗電量 說(shuō)明 11月17日 10時(shí)整 1238571.9 5168.65 電表初始值 11月18日 10時(shí)整 1240023.7 5212.4 1495.55 空調(diào)設(shè)定溫度21℃下，24小時(shí)耗電量 11月19日 10時(shí)整 1241446.35 5251.9 1462.15 空

15、調(diào)設(shè)定溫度22℃下，24小時(shí)耗電量 11月26日 10時(shí)整 1251177.5 5520.8 電表初始值 11月27日 10時(shí)整 1252579.1 5560.9 1441.7 空調(diào)設(shè)定溫度23℃下，24小時(shí)耗電量 通過(guò)開(kāi)啟主動(dòng)送風(fēng)地板對(duì)機(jī)架溫度進(jìn)行平均后，提高空調(diào)設(shè)定溫度后的能耗對(duì)比圖： 下面對(duì)典型機(jī)架在調(diào)整前（未開(kāi)啟主動(dòng)送風(fēng)、空調(diào)設(shè)定溫度為21℃）和調(diào)整后（開(kāi)啟主動(dòng)送風(fēng)、空調(diào)設(shè)定溫度分別為22℃、23℃）的溫度進(jìn)行對(duì)比分析： 機(jī)房空調(diào)溫度上調(diào)至23度時(shí)。整體溫度與未開(kāi)啟地板時(shí)機(jī)架正面上層溫度持平。 在保證機(jī)房設(shè)備安全的前提下，提高機(jī)房空調(diào)溫

16、度設(shè)定點(diǎn)后： 1、 空調(diào)設(shè)定溫度從21℃提升到22℃時(shí)節(jié)能2.23%，同時(shí)機(jī)架平均溫度略低于調(diào)整前，機(jī)架最高溫度低于調(diào)整前； 2、 空調(diào)設(shè)定溫度從21℃提升到23℃時(shí)節(jié)能3.6%，機(jī)架平均溫度略高于調(diào)整前，機(jī)架最高溫度仍低于調(diào)整前。 本次節(jié)能測(cè)試在11月中下旬進(jìn)行，相比較夏天，節(jié)能效果有所減少。若在夏季高溫季節(jié)，節(jié)能率還有一定的提高。 第4章 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn) 將傳統(tǒng)地板下送風(fēng)的“靜壓箱出風(fēng)”方式，改為強(qiáng)制、可按需分配的主動(dòng)送風(fēng)方式，不但解決了因機(jī)房空調(diào)送風(fēng)距離過(guò)長(zhǎng)造成的送風(fēng)效果不理想問(wèn)題，還能調(diào)節(jié)因機(jī)房各區(qū)域設(shè)備負(fù)荷不同造成的冷熱不均，使機(jī)房?jī)?nèi)各區(qū)域溫度分布均勻，消除局部熱島現(xiàn)象。 同

17、時(shí)，不必為了滿足局部高溫區(qū)域的溫度要求而過(guò)分降低空調(diào)溫度設(shè)定點(diǎn)，使空調(diào)機(jī)的制冷效率有所提高，也減少了機(jī)房維護(hù)結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)進(jìn)來(lái)的熱量。從而減少了整個(gè)機(jī)房的空調(diào)能耗。 第5章 實(shí)際應(yīng)用效果總結(jié) 通過(guò)在機(jī)房冷通道內(nèi)平均布置主動(dòng)送風(fēng)地板，設(shè)置合理的出風(fēng)角度和速度，獲得了以下幾個(gè)成果： 1、 解決了由于地板下送風(fēng)距離過(guò)長(zhǎng)、靜壓箱效果不理想等原因造成的局部熱島問(wèn)題。 2、 原來(lái)過(guò)熱區(qū)域溫度下降明顯，而原來(lái)過(guò)冷區(qū)域溫度有所升高，機(jī)房溫度分布趨于均勻。 3、 由于機(jī)房溫度分布均勻，在保持原有機(jī)架工作環(huán)境的前提下，可將空調(diào)溫度設(shè)置工作點(diǎn)上調(diào)1~2℃，由此空調(diào)制冷效率得到提高，獲得一定的節(jié)能效果。 第6章

18、 其他說(shuō)明 通過(guò)對(duì)本項(xiàng)目的相關(guān)研究測(cè)試，表明在采用地板下送風(fēng)的機(jī)房，應(yīng)用地板主動(dòng)送風(fēng)系統(tǒng)，能較好地解決送風(fēng)距離過(guò)遠(yuǎn)、溫度分布不均、局部熱島等問(wèn)題。同時(shí)，在滿足機(jī)房局部較熱區(qū)域溫度要求下，可適當(dāng)提高機(jī)房空調(diào)的溫度設(shè)定點(diǎn)，具備一定的節(jié)能效果。 在具體工程實(shí)施中，可采用以下二種方案： 一、如果只是出現(xiàn)極少量的局部熱島問(wèn)題，只需在對(duì)應(yīng)位置安裝適當(dāng)數(shù)量的主動(dòng)送風(fēng)地板，并調(diào)整出風(fēng)角度和風(fēng)速，即能較好地達(dá)到消除局部熱島效果。 二、對(duì)于存在較多局部熱島問(wèn)題，或溫度分布嚴(yán)重不均的機(jī)房，可在機(jī)房冷通道均勻安裝主動(dòng)送風(fēng)地板，并設(shè)定合適的出風(fēng)角度和速度，使機(jī)房溫度分布均勻。 該主動(dòng)送風(fēng)地板尺寸同普通防靜電地板完全一致，不需破壞整體地板結(jié)構(gòu)，可直接更換，施工簡(jiǎn)單，施工過(guò)程不影響機(jī)房整體環(huán)境。 當(dāng)出現(xiàn)個(gè)別地板風(fēng)機(jī)故障時(shí)，該故障地板仍具備原普通地板出風(fēng)口的出風(fēng)效果，對(duì)機(jī)房整體影響較小。 浙江移動(dòng)商業(yè)機(jī)密 第25頁(yè) 共25頁(yè)