進(jìn)入21世紀(jì)的最初幾年，隨著電信大型IDC機(jī)房的建設(shè)，使“上送上回”成為一種時(shí)尚。它的產(chǎn)生主要原因有如下幾個(gè)：
　　2.2.1電信IDC機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備發(fā)熱量相對(duì)現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)來說比較小，采用“上送風(fēng)”方式可以滿足設(shè)備的工作需要。
　　2.2.2電信IDC機(jī)房布線操作比較頻繁，采用上走線利于維護(hù)和使用。采用活動(dòng)地板的主要目的就是為了容易走線，采用上走線方式，活動(dòng)地板就顯得有些多余了。
　　2.2.3電信IDC機(jī)房一般面積很大，撤除吊頂和地板，可以大大降低造價(jià)。沒有了地板，“下送風(fēng)”方式就不存在了。
　　2.3當(dāng)選擇上送風(fēng)時(shí)，機(jī)房必須符合下列基本要求：
　　2.3.1當(dāng)數(shù)據(jù)機(jī)房面積過大時(shí)，宜將機(jī)房間隔成幾個(gè)空氣調(diào)節(jié)區(qū)，減少氣流組織上的難度；也可以選擇在幾個(gè)不同區(qū)域建空調(diào)主機(jī)房，以縮短風(fēng)管送風(fēng)距離。
　　2.3.2機(jī)柜排列宜采用面對(duì)面、背靠背排列方式。
　　2.3.4為保證大型機(jī)房長(zhǎng)距離風(fēng)管末端的氣壓符合要求，有條件時(shí)還可以在機(jī)房上方做靜壓箱。送風(fēng)口應(yīng)密集布置，避免采用長(zhǎng)條型風(fēng)口代替數(shù)個(gè)分立送風(fēng)口方式，保證過道上的冷熱氣流分布均勻。每個(gè)送風(fēng)口應(yīng)能輸出滿足對(duì)應(yīng)機(jī)柜設(shè)備制冷所需最大風(fēng)量要求，且有能完全調(diào)節(jié)風(fēng)量大小的裝置；送風(fēng)口還應(yīng)有能靈活改變氣流下射角度的導(dǎo)風(fēng)裝置。
　　3CFD數(shù)值模擬
　　精確送風(fēng)是目前較為推廣的一種方式，如何實(shí)現(xiàn)精確送風(fēng)，如何控制精確送風(fēng)量，要對(duì)機(jī)房氣流進(jìn)行CFD（計(jì)算機(jī)模擬氣流組織）。
　　3.1模擬對(duì)象及其簡(jiǎn)化
　　以某電信分公司IDC機(jī)房作為研究對(duì)象，此機(jī)房處于五樓，長(zhǎng)23.48m，寬14m，高3m，除了機(jī)房的東墻是外墻其它都與具有相同環(huán)境條件的機(jī)房用隔離墻隔開，沒有冷量的流通，東墻內(nèi)表面進(jìn)行了特殊的隔熱處理。機(jī)房?jī)?nèi)一共有8排機(jī)架，每排機(jī)架數(shù)量8到16不等，機(jī)架的幾何尺寸為：長(zhǎng)×寬×高=1m×0.6m×2m。機(jī)房采用非典型的上送側(cè)回送風(fēng)方式，送風(fēng)口高度為3m，一共有9排，每排5個(gè)，分布于兩排機(jī)架中間上部的天花板，幾何尺寸為：長(zhǎng)×寬：0.25m×0.5m，回風(fēng)口有兩個(gè)，設(shè)在機(jī)房的西側(cè)靠南墻面，幾何尺寸分別為：長(zhǎng)×寬：2m×1.8m和1.6mX1.8m，空調(diào)系統(tǒng)全天候運(yùn)行。
　　因?yàn)樯婕暗降湫偷牧魉俸吞卣鞒叽纾�流�?dòng)為湍流，所以采用k一￡雙方程模型對(duì)通信機(jī)房進(jìn)行模擬。模擬過程作如下假設(shè)：(1)室內(nèi)氣體低速流動(dòng)，可視為不可壓縮流體，忽略由流體粘性力做功所引起的耗散熱；(2)流動(dòng)為穩(wěn)態(tài)紊流；(3)滿足Boussi-nesq假設(shè)，認(rèn)為流體密度的變化僅對(duì)浮升力產(chǎn)生影響。
　　3.2網(wǎng)格劃分及邊界條件處理
　　首先采用Fluent公司的Gambit軟件建立幾何模型，整個(gè)計(jì)算空間873m3，考慮到通信機(jī)房的復(fù)雜性，本文采用混合網(wǎng)格對(duì)計(jì)算區(qū)域進(jìn)行離散，對(duì)送風(fēng)口、回風(fēng)口以及機(jī)架周圍進(jìn)行網(wǎng)格加密，所得網(wǎng)計(jì)算節(jié)點(diǎn)313929個(gè)，離散單元1691792個(gè)。
　　重點(diǎn)分析在實(shí)測(cè)條件下此通信機(jī)房的氣流組織分布情況，送風(fēng)口設(shè)置為速度邊界條件，送風(fēng)溫度12.1℃，風(fēng)速根據(jù)實(shí)測(cè)值設(shè)置，大小0～8.5m不等，各風(fēng)口風(fēng)風(fēng)速詳見表1，回風(fēng)口為壓力出口，在機(jī)房環(huán)境條件下回風(fēng)。通信機(jī)架設(shè)為熱通量邊界(HeatFlux)，數(shù)值上取其總發(fā)熱量與散熱表面積之比。此通訊機(jī)房處于五樓，周圍為相同溫度條件的通訊機(jī)房，機(jī)房的圍墻、地板設(shè)為恒溫邊界。
　　
　　表1實(shí)測(cè)各送風(fēng)口速度（單位：m/s）

　　3.3數(shù)值模擬結(jié)果及分析
　　3.3.1速度場(chǎng)分析
　　上圖分別為通信機(jī)房不同高度平面的速度矢量圖。通信機(jī)房的進(jìn)深較大，回風(fēng)口設(shè)在房間的一角，從圖中可以看出，上送側(cè)回的送風(fēng)方式造成房間氣流組織的不均勻，室內(nèi)個(gè)部分風(fēng)速差異明顯，大小0.0037～7.86m不等，這跟實(shí)際情況相符合。遠(yuǎn)離回風(fēng)口一側(cè)的閑置空間上方?jīng)]有送風(fēng)口，空氣擾動(dòng)微弱形成了滯留區(qū)。F排左側(cè)沒有放置機(jī)架，回風(fēng)口低壓使來自前面機(jī)架的回風(fēng)在這一區(qū)域加速，形成的風(fēng)阻使F排和G排右側(cè)機(jī)架間空氣滯留，回風(fēng)困難。
　　從圖Z=0.3可以看出，大風(fēng)量送風(fēng)口形成的高速射流未來得及衰減可以直接到達(dá)地面形成反沖，同時(shí)卷吸周圍空氣，在地面附近和風(fēng)口周圍形成渦流，加速了空氣流動(dòng)。小風(fēng)量送風(fēng)口風(fēng)速偏低，并且易受周圍空氣特別是相鄰風(fēng)口的風(fēng)速影響，在達(dá)到地面之前已經(jīng)衰減完畢，因此小風(fēng)量送風(fēng)口下方空氣擾動(dòng)較小。對(duì)比三張圖可以發(fā)現(xiàn)，空氣擾動(dòng)隨著高度的增加而減小，這是因?yàn)樯淞鲗挾韧�到射流源的距離成正比，在2m處射流還沒有擴(kuò)張開來，在1m處射流進(jìn)一步擴(kuò)張并卷吸周圍空氣擾動(dòng)加強(qiáng)，在接近地面處反沖使空氣沿著地面流動(dòng)，擾動(dòng)強(qiáng)化。
　　3.3.2溫度場(chǎng)分析
　　在遠(yuǎn)離送風(fēng)口的一側(cè)(東北角)出現(xiàn)了局部過熱，達(dá)到28℃左右；接近回風(fēng)口的兩排機(jī)架周圍也有不同程度的溫度相對(duì)過高。這跟上面速度場(chǎng)的分布相符。機(jī)架的散熱能力跟周圍空氣的運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)，空氣的高速流動(dòng)加強(qiáng)了與機(jī)架的對(duì)流換熱，使機(jī)架的熱量能隨著周圍空氣的循環(huán)及時(shí)的排出，相反，空氣滯留區(qū)的對(duì)流換熱強(qiáng)度小，同時(shí)由于滯留熱量很難通過空氣循環(huán)帶出，使這一區(qū)域的空氣溫度升高，減小了換熱驅(qū)動(dòng)力。
　　對(duì)比同一排送風(fēng)口下不同高度處機(jī)架的溫度，大約有0～2.5℃的溫度梯度，這在通信機(jī)房中是符合要求的。高速送風(fēng)口下在Z=2高度處機(jī)架溫度略高，而低速送風(fēng)口下Z=0.3高度處機(jī)架溫度略高，Z=1高度處機(jī)架溫度介于兩者之間。風(fēng)速過高，在達(dá)到機(jī)架頂部之前還沒有擴(kuò)展開，機(jī)架表面處于卷吸形成的渦流邊緣，這一部分的對(duì)流換熱程度較弱；在Z=1高度渦流擴(kuò)散開來加強(qiáng)了換熱，未衰減完全直接到達(dá)地面形成反沖形成的繞動(dòng)加強(qiáng)了底部機(jī)架的換熱；小風(fēng)量送風(fēng)口的風(fēng)速在通信機(jī)架頂部擴(kuò)散開來，到達(dá)中部完成衰減，通信機(jī)架的中上部換熱效果良好。由此可得，不同風(fēng)量的送風(fēng)口交錯(cuò)排列相對(duì)于同風(fēng)量送風(fēng)口相鄰排列換熱效果較好，有利于提高冷空氣的利用率節(jié)省能量。
　　4結(jié)束語
　　總之，氣流組織是機(jī)房基礎(chǔ)建設(shè)的重要因素，它會(huì)直接影響到設(shè)備的安全穩(wěn)的持續(xù)運(yùn)行。在研究通信機(jī)房的熱管理過程中，結(jié)合CFD數(shù)值模擬可以得到合理的機(jī)架擺放位置以及氣流組織方式，以便在保證通信機(jī)房的微觀環(huán)境條件的前提下，提高冷空氣的利用率，降低空調(diào)能耗。

 2/3   首頁 上一頁 1 2 3 下一頁 尾頁