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机房空调CFD验证

CFD Verification Service for CRAC

流体力学,是研究流体(液体和气体)的力学运动规律及其应用的学科。主要研究在各种力的作用下,流体本身的状态,以及流体和固体壁面、流体和流体间、流体与其他运动形态之间的相互作用的力学分支。流体力学主要研究流体本身的静止状态和运动状态,以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。

在空调设计工作中,流体力学的应用是不可缺少的一环。我们在设计好设备冷量、型号、安装位置、送回风方式的同时,通过流体力学进行计算和验证是非常重要的。以前的机房空调因为房间结构相对简单,且本身送风量巨大,容错率较高,故很多旧的机房项目均没有进行流体力学计算验证。常见的做法是放大送风量和制冷量、照搬过往经验、或者是摸着石头过河。这样的设计过程,只能预测机房内的宏观热负荷,却无法预测空调制冷量的微观分布情况以及因设备摆放和地形因素导致的气流紊乱。所以,每当机房出现特殊形状布局或设备负荷趋近于满载的情况下,很多旧机房都会产生“热岛”,以至于部分设备温度过高。而没有出现“热岛”的大部分机房又存在空调设计过大,出现“过量制冷”、能源浪费的情况。这是流体力学计算环节缺失导致的。

由于流体力学计算比较繁琐,每次设计调整都需要涉及到大量的重新计算工作,TimesFly专门从美国引进了专业机房计算机流体力学模拟验证工具“TileFlow”。此工具能迅速有效地建立机房模型,模拟机房内各种复杂条件(如设备摆放、阻挡物、异形空间、高密度、通道封闭、吊顶、隔断、风道等等),从而协助设计师验证机房空调设计的正确性,并预见和解决可能发生的“热岛”问题。

对于已经建成的数据机房,如果存在制冷问题,也可以通过CFD建模的方式来找出问题的原因,并验证解决方案的实际效果,从而避免盲目改造或过度改造的问题。

另外,现在很多数据机房为了节能,都采用了一系列措施,如封闭机柜通道、提高回风温度等,然而这样无形中也压缩了机房空调的容错空间。通过CFD验证,可以准确的预见在备机轮换或故障的情况下室内的气流组织情况和温度分布,从而对气流组织设计进行进一步调整和优化,让设计效果和实际效果更加接近。

机房空调CFD验证