上送风idc机房精确送风节能改造分析研究

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1、.上送风IDC机房精确送风节能改造分析与研究摘要：本文阐述了电信级上送风通信数据中心（IDC）的空调现状，重点对上送风IDC精确送风节能进行了分析与研究，并对试点案例进行了深入的分析。一、概述　　　　互联网数据中心InternetDataCenter(简称IDC)是指一种拥有完善的设备专业化的管理、出色的应用级服务的互联网数据平台。IDC业务属于中国电信的重要转型业务之一，由于历史原因，上送风IDC机房数量很多，此类机房大多数机房内气流组织混乱，冷热气流混合现象严重，导致机房制冷利用效率低下，而且局部热点问题时有发生。本文主要针对上送风IDC精确送风改造进行分析研究。　　　　二、上送风IDC

2、现状及存在的问题　　　　1、上送风机房的空调现状　　　　通信机房现有的上送风空调系统，首先是降低机房的环境温度，然后才能使机柜降温、冷却。所以，机房设备为了保持良好的散热，必须首先有较低外界环境温度。就其效率而然，空调的能量显然有一部分消耗在了降低环境温度上，而不是直接去降低设备的温度。2、存在的问题　　　　现在上送风IDC机房主要的问题有：大多数机房内气流组织混乱，冷热气流混合现象严重，导致机房制冷利用效率低下，而且局部热点问题时有发生。局部过热带来的危害主要有：设备运行温度超标，严重影响系统运行；由于机房局部过热，虽然机房设计容量较大，但新增设备依然无法再安装；热交换不充分，导致空调机组

3、制冷效率低，空调能耗升高。　　...　　不合理的送风方式，不合理的机房布局，机架门的通孔率不足是导致机房局部温度过高、过热的主要原因。目前上送风IDC机房基本上是所有机架正面朝同一方向的排队式摆放，前排设备排出的热风被后排设备吸入，导致后排设备温度高；由于机房各个区域设备容量不同，设备功耗也不同，采用上送风方式冷量不能合理分配，会导致功耗小的区域温度低，功耗大的区域温度高；机架门的通孔率不足导致送风量相对不足；机房内采用上送风或风帽的方式，导致机架内热交换不充分。　　　　三、精确送风改造原理　　　　“上送风机房精确送风节能技术”是针对上送风通信机房供热效率低的问题，采用管道上送风方式，通过改

4、造送风管，将空调冷风直接输送每个机柜，通过精密空调调整送风的温度和风压，在每个机柜风道阀门控制送风量。达到解决机房过热和降低空调能耗。如图2所示。　　由于IDC耗能巨大，节能的潜力很大，“上送风机房精确送风”节能技术是为了避免或减少现有气流组织不经过机柜交换热量而产生的短路现象，直接先冷却机柜，将会达到与现有的下送风系统相近的节能效果。尽管这时机房环境温度会比采用普通上送风方式下的环境温度高，但此时通信设备已得到充分的冷却。　四、计算方法　　　　“上送风机房精确送风”方法可以很好控制每个机柜的送风量，达到精确送风、精确冷却的效果。如下计算所示。　　　　一般情况下，现有的上送风机房电信机柜发热

5、量是2kW以下，以2kW为发热量做计算，设计送风管的送风量。假设送风温度13℃，出风温度28℃，有15度温差。　　　　Q=G×1.01×△T=ρ×V×1.01×△T（式1）　　　　式中：Q总显热（假设负载的耗电量90%转化为热量）...　　　　G空气流量，kg/s　　　　V为系统风量，m3/s　　　　ρ为干空气密度，1.185kg/m3　　　　1.01为干空气的定压比热，kJ/kg.K。　　　　V=Q/(ρ×△T×1.01)　　　=2×0.9/(1.185×15×1.01)　　=0.100263m3/s　　　　送风管有两种：梯形及圆形　　　　梯形面积约为S=(0.35+0.2)×0.15/2

6、=0.041255m2　　　　圆形面积约为S=3.1415×0.082=0.0201056m2　　　　送风风速：梯形v=0.100263/0.0375=2.43m/s　　　　圆形v=0.100263/0.0201056=4.98m/s　　　　由此可见，采用“全封闭冷气通道精确送风”时，送风截面积、送风温度一般情况不变，只要改变冷空气的送风风速，就可以满足不同发热量的机柜的散热要求。达到精确控制、精确消除“机房热岛”现象的目的，同时也可以达到少开空调、节约电能的目的。　　　　五、试点测试与分析　　　　1.试点现状　　　　某IDC四楼机房选择了一列机柜，进行了送风改造，改造柜共14台。利用原来其

7、上部的4个风口，增加分布了二级分配风管，同时将原14个普通机柜门改造成梯形柜门，将二级分配管与梯形的机柜门进行密封连接，达到了节能改造的目的。如图3及图4所示。...　　　　图3改造前的正门图图4改造后的正门图2.热成像仪测试分析...　　从图5、图6、图7比较可以看出，改造前进风温度在25至27度之间，由图可见，入风温度24~25度，设备表面局部温度在27~28度,由图可见，入风温度24~25度，设备表面局