企业数据中心气流组织测量与研究之序篇

数据中⼼IT机房末端⽓流组织管理从数据中⼼的发展史来看，以提⾼空调的制冷效率、降低机房制冷能耗为推动⼒，数据中⼼IT机房末端的⽓流组织⽅式，从最初的冷热风混合淹没式到冷热通道分离式，再到冷/热通道封闭式及⾏间空调等⽅式的演变，都是围绕着以风为介质进⾏末端空调和IT设备冷热交换效率的优化来进⾏的。

以风为介质进⾏末端空调和IT设备的冷热交换的制冷模式仍然是现阶段数据中⼼的绝对主流应⽤，为实现数据中⼼在不增加投资、不降低数据中⼼可靠性的前提下，对数据中⼼的⽓流组织进⾏精细化管理，降低数据中⼼PUE、节约能耗具有重⼤的现实意义。

先让我们来看看风制冷的理论依据，下式是风量同制冷量的计算式，它反映了在不同温差条件下，风量与热量之间的换算关系。

Qs=Cp*ρ*L*(T1-T2)在通常的室内环境下，其中：Qs是现热量（单位Kcal/h，1KW=860Kcal/h）；Cp是空⽓⽐热（0.24Kcal/kg℃）；L是风量（单位CMH，即m³/h）；ρ是空⽓⽐重（1.25Kg/m³）；T1，T2分别是精密空调的回风温度和送风温度（或IT设备后端出风温度和前端进风温度）；经过上式计算，当精密空调的回风温度和送风温度（或IT设备后端出风温度和前端进风温度）差为10℃时，空调每带⾛1KW热量所需要的风量近似为300CMH。

这个10℃温差我们以机房常⽤温度（回：24~30℃；送：14~16℃）来参考，最新的《数据中⼼设计规范（GB50174-2017）》对机房送回风温差可放宽⾄8~15℃，那么对应的空调每带⾛1KW热量所需要的风量近似为360~200CMH。

由此可见，风受控地流经IT设备内，才能有效地带⾛IT设备的发热。

如果风不流经IT设备内部，风从精密空调出风⼝经其它途径“短路”回到精密空调出风⼝的⾏为，都是低效的和不节能的。

所以我们在进⾏数据中⼼设计、建造、验证和运维的过程中都要注重对⽓流进⾏精细化管理。

数据中心机房空调气流组织研究数据中心机房是存储和管理大量计算机服务器的关键设施，而机房空调系统则是保证服务器正常运行的重要设备之一。

为了确保机房内的温度和湿度处于合适的范围，机房空调系统必须能够有效地组织气流，以保持适当的温度分布和空气流通。

因此，对数据中心机房空调气流组织进行研究具有重要的理论和实践意义。

首先，合理的气流组织可以有效地降低机房的能耗。

通过优化空气流通路径和风速分布，可以减少冷气流与热设备之间的混合，从而降低冷却负荷。

此外，适当的气流组织还可以减少冷气流的短路现象，提高冷气流的利用效率，进一步降低能耗。

因此，在设计和运行机房空调系统时，需要考虑气流组织的优化，以提高能源利用效率。

其次，良好的气流组织可以保证机房内的温度分布均匀。

在机房内，热设备会产生大量热量，而温度过高可能会导致设备故障或过早损坏。

通过合理的气流组织，可以将冷气流送到热设备周围，有效降低设备温度，保持设备的正常运行。

此外，均匀的温度分布还可以减少设备之间的温差，减轻设备的热应力，延长设备的使用寿命。

最后，合理的气流组织还可以改善机房内的空气质量。

在机房内，由于设备运行产生的微粒、化学物质和湿度等因素，可能会影响空气质量，进而影响设备的正常运行和人员的健康。

通过优化气流组织，可以将污染物排出机房，保持机房内的空气新鲜和清洁，提供良好的工作环境。

总之，数据中心机房空调气流组织研究是一个重要的课题。

通过优化气流组织，可以降低能耗、提高设备的运行效率和寿命，并保证机房内的空气质量。

未来，我们需要进一步深入研究机房空调气流组织的优化方法和技术，以满足日益增长的数据中心需求，同时减少对环境的不良影响。

数据中心机房气流组织设计与监测阮丽新【摘要】结合某数据机房项目,介绍了数据中心机房气流组织设计与监测,通过给送风口增加温/湿度探测器、气流探测器以及大气压力探测器,监测气流组织的方向及强弱度,并在回风口上设置温/湿度传感器以检测回风问题.通过所测数值建立三维模型,搭建机房温度云图和气流组织图,实时展现机房各区域的气流组织和温/湿度状况,帮助用户了解机房各区域气流组织和温度状况,发现机房局部热点,找到局部热点原因,并进行针对性的优化处理.【期刊名称】《现代建筑电气》【年(卷),期】2017(008)008【总页数】5页(P19-22,54)【关键词】数据中心;气流组织;局部热点;优化措施【作者】阮丽新【作者单位】江苏达海智能系统股份有限公司,上海200433【正文语种】中文【中图分类】TU855数据中心机房拥有大量的计算机设备、服务器设备、网络设备以及存储关键设备。

为了实现这些关键设备的安全、稳定运行,除规划不间断电力、空调系统、照明系统等重要供给外,还需研究整个机房的气流组织,分析数据中心散热多、热量大、持续运行等设备要素,这样既对降低数据中心的能耗有所帮助,同时也能提前做好预测,减少机房环境中影响服务器运行的不利因数[1]。

本文结合GB 50174—2008《电子信息机房建设标准》[2],通过机房气流检测来观测数据中心的气流组织状况,将机房内重要位置的各项环境参数进行模拟分析,以有针对性地改造机房气流组织,优化数据中心机房气流组织。

数据中心气流组织需要按照机房内设备的布置情况,利用精密空调风机、设备风扇和空气自身的流动性进行冷量的配送、回收,完成机房内热量的传递和交换。

最理想的数据中心气流组织应在最低的能耗下将最大的冷量供给热负荷最大的设备,同时不会出现冷量短路或局部过冷过热的情况。

数据中心气流组织按运行分为机房内、机柜内以及设备内。

设备内的气流组织属于设备厂家设计考虑因素,而机房内、机柜内的气流组织情况是数据中心气流组织规划的内容,尤其以机房内的气流组织为重点。

数据中心机房空调系统气流组织研究与分析 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】IDC机房空调系统气流组织研究与分析摘要：本文阐述了IDC机房气流组织的设计对机房制冷效率有重要影响，叙述现有空调系统气流组织的常见形式。

同时重点对IDC机房常见的几种气流组织进行了研究与分析，对比了几种气流组织的优缺点，从理论与实践中探讨各种气流组织情况下冷却的效率。

关键词：IDC、气流组织、空调系统一、概述在IDC机房中，运行着大量的计算机、服务器等电子设备，这些设备发热量大，对环境温湿度有着严格的要求，为了能够给IDC机房等提供一个长期稳定、合理、温湿度分布均匀的运行环境，在配置机房精密空调时，通常要求冷风循环次数大于30次，机房空调送风压力75Pa，目的是在冷量一定的情况下，通过大风量的循环使机房内运行设备发出的热量能够迅速得到消除，通过高送风压力使冷风能够送到较远的距离和加大送风速度；同时通过以上方式能够使机房内部的加湿和除湿过程缩短，湿度分布均匀。

大风量小焓差也是机房专用空调区别于普通空调的一个非常重要的方面，在做机房内部机房精密空调配置时，通常在考虑空调系统的冷负荷的同时要考虑机房的冷风循环次数，但在冷量相同的条件下，空调系统的空调房间气流组织是否合理对机房环境的温湿度均匀性有直接的影响。

空调房间气流组织是否合理，不仅直接影响房间的空调冷却效果，而且也影响空调系统的能耗量，气流组织设计的目的就是合理地组织室内空气的流动使室内工作区空气的温度、湿度、速度和洁净度能更好地满足要求。

影响气流组织的因素很多，如送风口位置及型式，回风口位置，房间几何形状及室内的各种扰动等。

二、气流组织常见种类及分析：按照送、回风口布置位置和形式的不同，可以有各种各样的气流组织形式，大致可以归纳以下五种：上送下回、侧送侧回、中送上下回、上送上回及下送上回。

1)投入能量利用系数气流组织设计的任务，就是以投入能量为代价将一定数量经过处理成某种参数的空气送进房间，以消除室内某种有害影响。

北京某数据中心空调气流组织节能分析摘要近年来，随着新基建、物联网技术、工业互联网的快速发展，数据中心领域的计算能力、存储规模等大幅度提高，使得数据中心市场规模快速扩大。

数据中心是一个高能耗行业，不仅其IT设备耗电较高，制冷设备的耗电量也非常大。

本文主要是对北京某数据中心机房内温湿度、空调耗电量测试。

采用Airpak软件对本数据中心气流组织进行CFD模拟。

关键词：新基建，数据中心，气流组织、能源使用效率1.引言随着人工智能、5G、物联网技术快速发展，数据中心制冷系统也在随之更新换代，中大型数据中心采用水冷式制冷系统成为主流。

本文以北京市某数据中心为例[1]，对弥漫式送风方式和封闭冷通道进行能耗测试。

使用Airpak软件对数据中心机房内弥漫式气流组织、封闭冷通道、封闭热通道进行建模分析，导出速度、温度云图。

2.机房测试2.1项目概况本项目制冷系统冷冻侧冷冻供回水温度为14/20 ℃，夏天冷却供回水温度为32/37 ℃。

数据中心制冷设备共配置4套1000 RT（3517 kW）制冷单元，3用1备。

机房内有2155个标准机柜，每个机柜4.4 kW的额定功率。

2.2数据中心机房测试本次以数据中心302机房为测试对象，此模块机房面积465.65 ㎡，240个4.4 kW机柜，两侧有两个空调间，空调间配置5台水冷精密空调，四用一备，每台精密空调制冷量152 kW，额定功率为8.4 kW，风量为39400 m³/h。

测试依据本次机房测试依据包括《数据中心基础设施施工及验收规范》GB50462-2015等规范，按照机房内相关测试方法进行测试机房内环境[2]，在测试不同冷通道送风温度下的耗电量。

3.Airpak软件仿真模拟AIRPAK软件进行数值模拟，机房内具体尺寸、主要参数见下表3-1。

导出数据中心三种气流组织云图，并进行简要分析。

表3-1 机房内的具体设置参数表名称数量/个尺寸/m模型类型主要参数图形机柜2402.2×1.2×0.6creatblocks4.4kW机柜进出风口2402.2×0.6creatopenings/精密空调12.55×0.95×1.97creatblocks152kW精密空调风机尺寸22.55×0.95creatfans13.1 kg/s送风地板2400.6×0.6creatresistances/3.1弥漫式送风方式CFD模拟机房不同切面下速度分析，机房风速的速度范围在2 m/s到4 m/s之间。

第1篇摘要：气流组织是工业生产和科学研究中的重要环节，对于提高效率、降低能耗、保证产品质量等方面具有重要意义。

本文将针对气流组织的现状和问题，提出一系列解决方案，旨在优化气流组织，提高生产效率和产品质量。

一、引言气流组织是指气体在流动过程中的分布、速度、压力等参数的变化规律。

在工业生产和科学研究领域，气流组织的好坏直接影响着设备的运行效率、能源消耗和产品质量。

因此，优化气流组织成为提高生产效率和产品质量的关键。

二、气流组织现状及问题1. 气流组织现状随着工业技术的不断发展，气流组织技术在各个领域得到了广泛应用。

然而，在实际生产过程中，气流组织仍存在以下问题：（1）气流分布不均：部分设备存在气流分布不均的现象，导致局部区域气流速度过高或过低，影响设备运行和产品质量。

（2）能耗过高：部分设备气流组织不合理，导致气流速度过快，能耗过高。

（3）噪音污染：气流组织不合理，导致设备运行过程中产生较大噪音，影响生产环境和员工身心健康。

2. 气流组织问题分析（1）设计不合理：部分设备在设计过程中，对气流组织的考虑不足，导致设备运行时气流分布不均。

（2）设备老化：部分设备因长时间运行，气流组织性能下降，导致能耗增加。

（3）操作不当：部分员工对设备操作不规范，导致气流组织恶化。

三、气流组织解决方案1. 设计优化（1）采用先进的气流组织设计方法：在设备设计阶段，采用计算机模拟、实验验证等方法，对气流组织进行优化设计。

（2）提高设备结构强度：优化设备结构设计，提高设备强度，降低气流阻力。

2. 设备改造（1）更新老旧设备：对老旧设备进行升级改造，提高气流组织性能。

（2）增加辅助设备：根据实际需求，增加辅助设备，如通风设备、加热设备等，以优化气流组织。

3. 操作培训（1）加强员工培训：对员工进行气流组织操作培训，提高员工对设备操作的认识和技能。

（2）制定操作规范：制定详细的操作规范，确保设备运行过程中的气流组织稳定。

4. 能耗优化（1）采用节能设备：选用高效节能设备，降低能耗。

数据中心CFD气流组织模拟方案一、数据中心气流组织的重要性数据中心内密集排列着大量的服务器、存储设备和网络设备，这些设备在运行过程中会产生大量的热量。

如果不能及时有效地将这些热量排出，将会导致设备温度过高，从而影响其性能、可靠性甚至缩短使用寿命。

良好的气流组织可以确保冷空气均匀地分布到设备的进风口，热空气被顺利地排出，从而维持设备在适宜的温度范围内工作。

二、CFD 技术简介CFD 是一种基于流体力学原理，通过数值计算来模拟流体流动、传热和传质等现象的技术。

在数据中心气流组织模拟中，CFD 可以精确地预测空气的速度、温度和压力分布，帮助我们发现潜在的问题，并为优化设计提供依据。

三、数据中心 CFD 气流组织模拟的流程1、建立几何模型首先，需要获取数据中心的详细布局信息，包括机房的尺寸、设备的位置和尺寸、通风口和排风口的位置等。

然后，使用专业的 CAD 软件或 CFD 前处理软件将这些信息转化为三维几何模型。

2、划分网格几何模型建立完成后，需要对其进行网格划分。

网格的质量和密度会直接影响模拟的精度和计算效率。

通常，在设备附近和气流变化剧烈的区域需要采用较密的网格，而在其他区域可以采用较稀疏的网格。

3、设定边界条件边界条件包括入口边界条件（如冷空气的温度、速度和湍流强度）、出口边界条件（如压力或流量）、设备表面的热负荷、壁面的传热系数等。

这些边界条件的准确设定对于模拟结果的准确性至关重要。

4、选择求解器和物理模型根据数据中心的特点和模拟的需求，选择合适的求解器和物理模型。

常见的物理模型包括湍流模型、传热模型等。

5、进行模拟计算在完成上述设置后，即可启动模拟计算。

计算过程中需要根据计算资源和精度要求，合理设置计算参数，如迭代次数、收敛精度等。

6、结果分析模拟计算完成后，对结果进行分析。

主要关注空气的速度分布、温度分布、压力分布以及设备的进风温度等参数。

通过分析这些结果，可以发现气流短路、涡流、热点等问题。

浅谈数据机房的气流组织形式作者：刘润宇赵昌新来源：《建筑建材装饰》2016年第05期摘要：本文阐述了数据机房内的气流组织对数据机房制冷效率的重要性，并以某银行数据机房的气流组织形式设计为例，通过CFD模拟对机房空调现有常见的气流组织形式进行对比与分析。

关键词：机房空调；气流组织；能耗中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1674—3024（2016）05—164—031概述电子信息系统由计算机、通信设备、处理设备、控制设备及其相关的配套设施构成，按照一定的应用目的和规则，对信息进行采集、加工、存储、传输、检索等处理的人机系统。

主要为其提供运行环境的场所叫做电子信息系统机房，包括主机房、辅助区、支持区和行政管理区等。

主机房内置大量网络交换机、服务器及存储器等用于电子信息处理、存储、交换及传输的IT设备，可以比喻为数据中心的大脑。

机房内的气候环境尤为重要，会直接或间接地对IT设备产生不良影响。

如温度偏高会导致电子元器件的性能劣化、使用寿命降低，改变材料的膨胀系数，加速绝缘材料老化变形等。

而温度偏低会造成电容器、电感器和电阻器的参数改变，直接影响到计算机的稳定工作。

可能使润滑脂和润滑油凝固冻结。

还会引起金属和塑料绝缘部分因收缩系数不同而接触不良，材料变脆，个别密封处理的电子部件开裂等。

湿度偏高会使金属材料氧化腐蚀、造成磁带运转时打滑影响磁带机工作的稳定性等，湿度过高还会产生微薄的凝结水，容易引起漏电以致击穿损坏电子元器件。

而湿度偏低会使机房内容易产生静电，静电容易吸附灰尘，如被粘在磁盘、磁带的读、写头上，轻则出现数据误差，严重的会划伤盘片，损坏磁头。

故机房环境的稳定是决定IT设备能否全年每天24小时不间断安全稳定运行的重要因素。

2数据中心的能耗目前，随着我国信息化事业的大力发展，数据中心机房的数量也随之剧增。

据研究显示，IT/电信目前相关的碳排放已经成为最大的温室气体排放源之一，而该领域的排放势头还在随着全球对计算、数据存储和通信技术需求的增长快速上升，解决设备散热及机房散热量日渐趋高的现象开始受到了各界强烈关注。

基于 Fluentairpak 的数据中心机房的气流组织模拟优化顿喆;秦赟;关欣【期刊名称】《建筑节能》【年(卷),期】2015(000)003【摘要】节能减排是我国重要的长期战略任务。

随着我国移动事业的快速发展，数据中心机房越来越多，能耗越来越大。

空调设备约占机房总能耗的40%，不合理的气流组织会导致空调设备的投资和运行费用的增高。

因此，机房的气流组织优化对于提高机房空调效率以及机房的节能减排起到重要的作用。

利用 Fluent 软件对某实际数据中心机房的具体情况进行模拟，提出2种气流组织优化方案：建立冷热通道(人机分离布局)和冷热通道改进方案。

分别对这2种方案进行数值模拟，得出相应的结果，并对这2种方案进行对比和分析。

在与原始方案室内温度分布、服务器均温和回风温度基本相同时，相对于原始送风温度15℃，冷热通道改进方案可提高至26℃，相对于原始方案可节能42.27%。

【总页数】7页(P27-33)【作者】顿喆;秦赟;关欣【作者单位】上海理工大学能源与动力工程学院，上海 200093;上海理工大学能源与动力工程学院，上海 200093;上海理工大学能源与动力工程学院，上海200093【正文语种】中文【中图分类】TK01+8;TU834【相关文献】1.数据中心机房气流组织研究在某机房的应用 [J], 洪晓涵;张少凡;陈胜朋;李林达;张建忠;刘源;姜世涛2.数据中心机房冷通道封闭对r机房气流组织及能效的影响研究 [J], 张林锋;欧阳述嘉;胡宇昭;贾涛;宋广千;张亚雄;李云爽;刘娇丽3.基于气流组织优化技术的数据中心机房节能减排运用 [J], 辛建华4.某数据中心机房气流组织模拟与优化 [J], 逄书帆5.数据中心机房环境管理—气流组织优化研究 [J], 张冬冬;程小帅;田子涵;张紫健;贾桥龙因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

数据中心机房气流组织仿真技术探讨数据中心机房是企业或组织集中存储、管理和处理大量数据的重要场所。

在数据中心运行过程中，产生大量的热能，如果不能高效地散热，将会严重影响数据中心的正常运行和设备的寿命。

因此，为了优化机房的散热效果，提高数据中心的性能和稳定性，气流组织仿真技术变得越来越重要。

气流组织仿真技术是一种模拟和预测机房内部空气流动的方法。

通过数值模拟和计算流体力学等技术手段，可以模拟机房中的各种因素，如服务器排列方式、空调出风口、电源设备等对空气流动的影响，从而优化机房的气流组织，提高散热效果。

首先，气流组织仿真技术可以帮助优化服务器的排列方式。

在机房中，服务器的排列方式将直接影响空气流动的路径和速度。

通过仿真模拟，可以评估不同的排列方式对空气流动的影响，并选择最佳的服务器布局方案。

例如，合理布置服务器，使其互相之间的间距适当，不仅能保证流通良好的空气流动通道，还能避免热能集中，提高整个机房的散热效果。

其次，气流组织仿真技术可以帮助确定最佳的空调出风口和回风口位置。

空调系统在数据中心中起着关键的作用，可以通过控制空气的温度和湿度，达到保证服务器稳定运行的效果。

通过仿真技术，可以模拟和分析不同位置的空调出风口和回风口对机房内空气流动的影响。

选择最佳的出风口和回风口位置，可以达到最佳的空气流通效果，提高整个机房的散热效果。

此外，气流组织仿真技术还可以模拟和优化机房中其他设备对空气流动的影响，如电源设备、机柜等。

这些设备的热能释放和空气流动的干扰将会影响整个机房的散热效果。

通过仿真技术，可以模拟和分析这些设备对空气流动的影响，进而进行合理布局和优化，提高散热效果。

综上所述，气流组织仿真技术在数据中心机房中的应用具有重要意义。

通过仿真模拟和优化，可以有效改善机房的气流组织，提高散热效果，保证数据中心的稳定运行。

当然，除了仿真技术的应用外，合理的机房设计和设备选择也是保证机房散热效果的关键。

在未来，随着数据中心规模的扩大和技术的发展，气流组织仿真技术将扮演越来越重要的角色，为数据中心的高效运行提供强有力的支持综上所述，气流组织仿真技术在数据中心机房中的应用具有重要意义。

小型数据中心气流组织及能耗优化张杰;周浩;冯壮波;孙超;金舟;龙正伟【期刊名称】《天津大学学报》【年(卷),期】2014(047)007【摘要】数据中心空调系统的首要任务是保证服务器的安全可靠运行.为了达到这个目标,很多数据中心的空调系统在欠负荷下运行,造成能源的浪费.这主要是因为气流组织的不合理造成局部区域报警从而启动了多余的制冷设备.为了节省能源和研究合理的气流组织,以一个存在上述问题的小型数据中心为例进行了研究.首先用数值分析的方法建立了数学模型,然后用实测数据提供了模拟中需要的边界条件,模拟得到其速度场和温度场情况,再用实测数据验证了模型模拟结果,然后根据实测和模拟结果用评价参数评价其能耗水平,最后提出改造方案.结果表明,在热扩散不好的区域增加智能风扇系统有效地改善了气流组织的情况,与一般的通风系统相比,这种系统每年可以降低38％的能耗.【总页数】6页(P647-652)【作者】张杰;周浩;冯壮波;孙超;金舟;龙正伟【作者单位】天津大学环境科学与工程学院,天津300072;天津大学环境科学与工程学院,天津300072;天津大学环境科学与工程学院,天津300072;天津大学超算中心,天津300072;天津大学超算中心,天津300072;天津大学环境科学与工程学院,天津300072【正文语种】中文【中图分类】TU834.3【相关文献】1.小型数据中心机房布局及气流组织研究 [J], 吕超;陈光明;刘月琴;叶水泉2.云计算数据中心能耗优化研究综述 [J], 武晋;何利力3.数据中心UPS系统运行能耗优化探讨 [J], 李长春;张谦;乔蔚林4.基于虚拟机迁移的数据中心异构负载的能耗优化算法 [J], 陈晓博5.基于虚拟机迁移的数据中心异构负载的能耗优化算法 [J], 陈晓博因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。