一種新型的數(shù)據(jù)機(jī)房氣流組織優(yōu)化方案

知識(shí)水壩（豆丁網(wǎng) pologoogle）為您傾心整理（下載后雙擊刪除） 百度一下 知識(shí)水壩 中國移動(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 郵政編碼 中國移動(dòng)浙江公司 2010 年 11 月目 錄 = 目錄 .1 第 1 章 項(xiàng)目背景 .2 1.1 機(jī)房局部區(qū)域過熱問題 .3 1.2 機(jī)房 PUE 值較高問題 .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 . 11 3.5 按機(jī)房冷通道均勻布置主動(dòng)送風(fēng)地板的效果 . 14 3.6 空調(diào)節(jié)能效果測試 . 22 第 4 章 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn) . 24 第 5 章 實(shí) 際應(yīng)用效果總結(jié) . 24 第 6 章 其他說明 . 25 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題： 浙江移動(dòng)商業(yè)機(jī)密 第 3 頁 共 25 頁 1.1 機(jī)房局部區(qū)域 過熱 問題 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。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)備因過熱而宕機(jī)等嚴(yán)重問題。 為 解決機(jī)房內(nèi)局部區(qū)域熱負(fù)荷較大、局部制冷量不足問題，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)也帶來空調(diào)負(fù)荷增加，浪費(fèi)電能的問題。 1.2 機(jī)房 PUE值 較高 問題 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)房內(nèi)局部區(qū)域熱負(fù)荷較大、局部制冷量不足問題，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 ， 以滿足該部分設(shè)備的正常運(yùn)行。 但同時(shí)也帶來空調(diào)能耗 增加， 造成機(jī)房 PUE 值較高。 浙江移動(dòng)商業(yè)機(jī)密 第 4 頁 共 25 頁 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 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)房局部熱島問題 ，使機(jī)房溫度場分布均勻 。 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)房內(nèi)設(shè)備分布不均勻， 空調(diào)送風(fēng)距離較長 （達(dá)到近 20 米） ，屬于典型的存在較嚴(yán)重局部熱島的問題機(jī)房 。如下圖： 浙江移動(dòng)商業(yè)機(jī)密 第 5 頁 共 25 頁 針對(duì) 機(jī)房 局部 熱島問題，曾經(jīng)采取過 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題，但 解決 不徹底 ，同時(shí)帶來了能耗增加的問題 ，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)沒裝設(shè)備的空間，空調(diào)設(shè)備送出的 部分冷空氣 沒有參加有效的換熱直接回到了機(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)重的冷熱不均問題，其原因來自兩個(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。 浙江移動(dòng)商業(yè)機(jī)密 第 6 頁 共 25 頁 4) 僅能滿足 最大每個(gè)機(jī)柜 34kW 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)架背面溫度計(jì)安裝位置： 機(jī) 架 正面 溫度顯示區(qū) 機(jī)架正面下部溫度測點(diǎn) 機(jī)架正面中部溫度測點(diǎn) 機(jī)架正面上部溫度測點(diǎn) 浙江移動(dòng)商業(yè)機(jī)密 第 7 頁 共 25 頁 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)場可能會(huì)與測試位置不一至?？勺鲞m當(dāng)調(diào)整。 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： 機(jī)架背面溫度測點(diǎn) 浙江移動(dòng)商業(yè)機(jī)密 第 8 頁 共 25 頁 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。 1718192021222324溫度風(fēng) 速檔位變化角度為 66 度 時(shí)測試對(duì)比上中下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。 0510152025溫度風(fēng) 速檔位變化角度為 58 度 時(shí)測試對(duì)比上中下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。 浙江移動(dòng)商業(yè)機(jī)密 第 9 頁 共 25 頁 18192021222324溫度風(fēng) 速檔位變化角度為 50 度 時(shí)測試對(duì)比上中下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。 1 8 .5191 9 .5202 0 .5212 1 .5222 2 .5232 3 .524溫度風(fēng) 速檔位變化角度為 42 度 時(shí)測試對(duì)比上中下5、 當(dāng)出風(fēng)角度在“ 34 度 ”、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) 超過機(jī)架頂部，造成冷量損失 。 浙江移動(dòng)商業(yè)機(jī)密 第 10 頁 共 25 頁 191 9 .5202 0 .5212 1 .5222 2 .5232 3 .524溫度風(fēng) 速檔位變化角度為 34 度 時(shí)測試對(duì)比上中下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)超過機(jī)架頂部，造成冷量損失。 051015202530溫度風(fēng) 速檔位變化角度為 26 度 時(shí)測試對(duì)比上中下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)超過機(jī)架頂部，造成冷量損失。 浙江移動(dòng)商業(yè)機(jī)密 第 11 頁 共 25 頁 051015202530溫度風(fēng) 速檔位變化角度為 18 度 時(shí)測試對(duì)比上中下通過以上測試，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： 浙江移動(dòng)商業(yè)機(jī)密 第 12 頁 共 25 頁 分別測試 安裝 主動(dòng)送風(fēng)地板 后對(duì)應(yīng)機(jī)柜在 風(fēng)扇開啟 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： 浙江移動(dòng)商業(yè)機(jī)密 第 13 頁 共 25 頁 機(jī)柜背部（出風(fēng)）溫度對(duì)比： 所有機(jī)柜溫度對(duì)比： 浙江移動(dòng)商業(yè)機(jī)密 第 14 頁 共 25 頁 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： 浙江移動(dòng)商業(yè)機(jī)密 第 15 頁 共 25 頁 二、 主動(dòng)送風(fēng)地板風(fēng)扇開啟、關(guān)閉時(shí)的溫度對(duì)比 A 列在主動(dòng)送風(fēng)地板風(fēng)扇開啟、關(guān)閉時(shí)的溫度對(duì)比： 浙江移動(dòng)商業(yè)機(jī)密 第 16 頁 共 25 頁 浙江移動(dòng)商業(yè)機(jī)密 第 17 頁 共 25 頁 B 列在主動(dòng)送風(fēng)地板風(fēng)扇開啟、關(guān)閉時(shí)的溫度對(duì)比： 浙江移動(dòng)商業(yè)機(jī)密 第 18 頁 共 25 頁 浙江移動(dòng)商業(yè)機(jī)密 第 19 頁 共 25 頁 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)扇開啟前后的溫度對(duì)比，由圖可以很直觀看到，風(fēng)扇開啟后，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。 浙江移動(dòng)商業(yè)機(jī)密 第 20 頁 共 25 頁 下圖是部分典型機(jī)柜在主動(dòng)送風(fēng)地板風(fēng)扇開啟前、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)扇開啟狀態(tài)的機(jī)柜正面溫度分布，可以很明顯看到，開啟主 動(dòng)送風(fēng)地板風(fēng)扇后，機(jī)架上、下部溫度分布更加均勻，機(jī)架平均溫度有所 降低。 浙江移動(dòng)商業(yè)機(jī)密 第 21 頁 共 25 頁 A 列單機(jī)柜安裝地板（關(guān) / 開）對(duì)比22.923.2051015202530A6 A6 A10 A10 A13 A13 A15 A15 A17 A17 A19 A19 A22 A22 A24 A24機(jī)柜號(hào)溫度B 列單機(jī)柜安裝地板（關(guān) / 開）對(duì)比21.223.305101520253035B6 B6 B13 B13 B20 B20 B21 B21 B22 B22 B25 B25坐標(biāo)軸標(biāo)題坐標(biāo)軸標(biāo)題下圖是機(jī)房所有機(jī)柜在主動(dòng)送風(fēng)地板風(fēng)扇開啟、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)柜背面整體溫度沒有明顯變化，局部有升有降。 浙江移動(dòng)商業(yè)機(jī)密 第 22 頁 共 25 頁 3.6 空調(diào)節(jié)能效果測試 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 通過開啟主動(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 ： 浙江移動(dòng)商業(yè)機(jī)密 第 23 頁 共 25 頁 機(jī)房空調(diào)耗電量對(duì)比1400142014401460148015002 1 空調(diào)耗電量 2 2 空調(diào)耗電量 2 3 空調(diào)耗電量下面 對(duì)典型機(jī)架在調(diào)整前（未開啟主動(dòng)送風(fēng)、空調(diào)設(shè)定溫度為 21）和調(diào)整后（開啟主動(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： 關(guān)閉地板風(fēng)機(jī)空調(diào)設(shè)定 21 與開啟地板風(fēng)機(jī)空調(diào)設(shè)定為 22 時(shí)整體機(jī)房機(jī)架正面上層溫度對(duì)比圖051015202530351 917 25 33 41 49 57 65 73 81 89 97105 113 121 129 137 145 153 161 169 177溫度調(diào)整前調(diào)整后機(jī)房空調(diào)溫度上調(diào)至 23 度時(shí)。整體溫度與未開啟地板時(shí)機(jī)架正面上層溫度持平。 浙江移動(dòng)商業(yè)機(jī)密 第 24 頁 共 25 頁 關(guān)閉地板風(fēng)機(jī)空調(diào)設(shè)定21與開啟地板風(fēng)機(jī)空調(diào)設(shè)定為2 3時(shí)整體機(jī)房機(jī)架正面上層溫度對(duì)比圖051015202530351 917 25 33 41 49 57 65 73 81 89 97105 113 121 129 137 145 153 161 169 177溫度關(guān)閉調(diào)整后在保證機(jī)房設(shè)備安全的前提下，提 高 機(jī)房空調(diào)溫度 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)距離過長 造成的送風(fēng)效果不理想問題 ，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 內(nèi)各 區(qū)域溫度 分布 均勻 ， 消除局部熱島現(xiàn)象 。 同時(shí)， 不必為了滿足局部 高溫 區(qū)域 的 溫度要求而過分降低空調(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)來的熱