机房气流组织优化实例_张彦才

（３）该 机 房 后 期 可 能 要 进 行 改 造 及 扩 容 ，对 于 改 造 或 扩 容 后 的 效 果 ，没 有 一 个 量 化 的 评 估 。
（４）传 统 的 空 调 能 耗 较 大 ，空 调 主 要 的 耗 能 部 件 是 压缩机与室内风机。
（５）机 房 内 主 设 备 的 布 置 方 式 为 同 向 式 布 置 ，每 列 机 柜 的 距 离 有 限 ，导 致 热 量 叠 加 。 ３．３ 解 决 方 案 与 建 议
图１０ ＣＦＤ 热仿真评估
（２）采 用 数 码 涡 旋 ＋ＥＣ 风 机 技 术 的 机 房 空 调 机 组，替 换 原 有 的 ＣＣＵ４３２Ａ 老 化 机 组，如 图 １１ 的 大 椭 圆 中 所 示 。Ｐ２０７０ＵＡ１３ 型 号 的 机 房 空 调 ，制 冷 量 约 为
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图 １２ 空 调 风 帽 送 风 口 多 点 风 速 测 试
（３）传 统 的 空 调 能 耗 较 大 ，空 调 主 要 的 耗 能 部 件 是 压缩机与室内风机。
（４）机 房 内 主 设 备 的 布 置 方 式 为 同 向 式 布 置 ，每 列 机 柜 的 距 离 有 限 ，导 致 热 量 叠 加 如 图 ３ 所 示 。
（５）机 房 局 部 区 域 （如 图 ４ 所 示 ）的 负 载 率 较 大 ，现 场查得空调的制冷运行时间占总运行时间的比率约为
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２０１４ 年 ５ 月 ２１ 日 第 ３１ 卷 专 刊
“２０１４ 中 国 通 信 电 源 、局 站 环 境 标 准 宣 贯 与 新 技 术 交 流 会 ”专 刊
Ｔｅｌｅｃｏｍ Ｐｏｗｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｍａｙ．２１，２０１４，Ｖｏｌ．３１ Ｍｏｎｏｇｒａｐｈ
５ 总 结
图 １ 某 ２ 楼 机 房
２．２ 现 状 及 存 在 问 题 该机房存在如下问题： （１）由于机房空 调 的 送 风 气 流 组 织 无 法 达 局 部
区 域 ，导 致 机 房 内 存 在 局 部 过 热 问 题 （过 热 区 域 如 上 图 １ 中 的 圆 圈 位 置 ）。
（２）风帽上送风 方 式 为 弥 散 式 送 风，优 点 是：灵 活 简易，对空调前方局 部 区 域 的 散 热 效 果 良 好；缺 点 是： 送风的覆盖 面 积 小，送 风 的 距 离 有 限，尤 其 是 传 统 的 ＦＣ 风机，如图２所示。
图 ５ 增 加 制 冷 单 元
（２）由 于 传 统 的 机 房 空 调 的 能 耗 较 大 ，新 增 的 制 冷 单 元 建 议 采 用 数 码 涡 旋 技 术 ＋ＥＣ 风 机 技 术 机 组。
数码 涡 旋 技 术：根 据 负 载 变 化，采 用 径 向 柔 性 技 术，通过加 载 与 卸 载 功 能，智 能 调 节 压 缩 机 的 容 量 输 出，实现冷 量 从 ２０％ ～１００％ 的 无 级 调 节，实 现 对 温 度 、湿 度 的 精 确 控 制 ，能 耗 较 传 统 的 涡 旋 压 缩 机 技 术 降 低 约 １５％ ～２０％ 左 右 。
４ 节 能 案 例 分 析
图 ９ 空 调 机 组 送 风 气 流 组 织
一台 Ｐ２０７０ＦＡ 空调机 组 在 ７ 月 份 进 行 了 数 码 涡 旋改造，被测空调机 组 在 使 用 标 准 涡 旋 和 数 码 涡 旋 两 种 配 置 模 式 下 各 自 运 行 ４８ ｈ 左 右 ，通 过 电 表 分 别 计 算 两种配置下单位时间的耗电量。 经计算，使用标准涡 旋 压 缩 机 情 况 下 空 调 机 组 每 小 时 消 耗 １ ３１５．０２ ｋＷｈ（ 度）电能，而 配 置 数 码 涡 旋 压 缩 机，则 每 小 时 仅 消 耗 １１．２６ ｋＷｈ（度）电能。数码涡旋空调和标准涡旋 空调 在测试 条 件 相 同 前 提 下，每 小 时 的 节 电 量 为 ３．７６ ｋＷｈ，实 测 节 能 百 分 比 为：（１５．０２－１１．２６）／１５．０２× １００％＝２５．０３％。全年可节电约 ３．３ 万度。可在 ２～ ３ 年内回收改造投资。
为了验证此台 Ｐ２０７０ＵＡ 空 调 机 组 在 ＥＣ 风 机 改 造前后的运行状态、性 能、能 耗 等 方 面 的 对 比，对 机 组 进行了如下测试：
（１）空调多 点 送 风 风 速 测 试：为 了 确 保 空 调 在 改 造 后 的 风 量 不 低 于 改 造 前 ，在 改 造 前 后 ，对 空 调 风 帽 送 风口处进行多点风速测试对比（图 １２）；测 试 结 果 见 表 １。
７０ ｋＷ，采用数码涡旋技术与 ＥＣ 风机技术，整机效率 高 ，能 效 比 高 ，运 行 能 耗 低 。
图 １１ 空 调 机 组 的 重 新 配 置
（３）针 对 局 部 的 高 热 密 度 区 域 ，建 议 采 用 就 近 冷 却 方式，在过热区域采用列间制冷单元。ＣＲＶ 空调是针 对高热密度的列间制 冷 解 决 方 案，安 装 在 主 设 备 的 旁 边，缩短送风距离，提 高 冷 量 的 利 用 效 率，在 降 低 风 机 能耗的同时，可有 效 解 决 局 部 过 热 的 问 题。 建 议 增 加 型号为 ＣＲ０３５Ａ 的 ＣＲＶ 制 冷 单 元，单 台 冷 量 约 为 ３５ ｋＷ，安 装 在 图 １１ 中 两 个 小 圆 圈 所 示 位 置 。
（２）该 机 房 内 的 ２ 台 斯 图 兹 ＣＣＵ４３２Ａ 空 调 的 送 风 效 果 不 理 想 ，送 风 距 离 有 限 。
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２０１４ 年 ５ 月 ２１ 日 第 ３１ 卷 专 刊
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２ 某 ２ 楼 机 房 勘 测 与 气 流 组 织 优 化
２．１ 机 房 概 况 该机房面积较大，机 房 内 主 设 备 采 用 上 走 线 的 方
式，未划分冷热通道，机 房 内 配 置 了 ５ 台 机 房 空 调，均 采 用 风 帽 上 送 风 方 式 ，如 图 １ 所 示 。
９２．３％ 。
图 ２ 上 送 风 方 式 示 意 图
（１）对 此 机 房 进 行 ＣＦＤ 热 仿 真 评 估，评 估 目 前 的 气流组织情况（图 ９）、改 造 后 的 效 果 及 扩 容 方 案 的 合 理性及扩容后的 效 果。ＣＦＤ 热 仿 真 评 估 （图 １０）可 以 实现如下的功能：
ａ．机 房 目 前 的 温 度 场 情 况 ； ｂ．机 房 目 前 的 气 流 组 织 情 况 及 问 题 ； ｃ．改 造 方 案 建 议 及 改 造 后 的 效 果 模 拟 评 估 ； ｄ．机 房 空 调 故 障 后 的 温 度 场 及 气 流 组 织 情 况 ； ｅ．机 房 空 调 的 利 用 率 分 析 ； ｆ．机 房 扩 容 方 案 建 议 及 扩 容 后 的 效 果 模 拟 评 估 。
ＥＣ 风 机 技 术：采 用 永 磁 同 步 电 机、直 流 无 刷 技 术，配合 后 倾 式 叶 片 的 风 机，跟 传 统 的 ＦＣ 风 机 相 比， 效率与稳 定 性 均 有 较 大 的 提 升，同 时 减 少 了 维 护 量。 经 测 试 ，节 能 率 可 达 ３０％ ～５０％ 左 右 。
（３）原有的 ＣＭ＋空调，采用 ＦＣ 风机，通过皮带与 皮带轮进行传动，效 率 低，同 时 送 风 距 离 短，建 议 针 对 此机房内的３台 ＣＭ５０ＡＲ 空调，将空调原 ＦＣ 风 机 改 造为 ＥＣ 风 机。 通 过 机 房 内 现 有 的 两 台 空 调 进 行 对 比，一 台 为 ＣＭ５０ＡＲ，一 台 为 Ｐ１０３１ＵＡ，由 下 面 的 现 场测试数据可见，ＥＣ 风 机 的 效 率 较 高，如 果 在 同 样 的 能耗下，ＥＣ 风机 的 风 量 及 风 速 均 比 ＦＣ 风 机 要 高，如 果改造为 ＥＣ 风机，送风效果将得到改善，风机能耗将 会有所下降。
影响绿色模块化 数 据 中 心 构 建 的 因 素 很 多，包 括 数 据 中 心 选 址 、自 然 冷 源 采 用 、建 设 等 级 等 都 是 必 须 要 考虑的因素，本文从 总 体 全 模 块 化 设 计、高 效 制 冷、高 效电源及智能管理几 个 方 面 进 行 了 阐 述，更 多 的 是 从 设备本身进行挖潜如何实现绿色高效。随着数据中心 对 绿 色 节 能 要 求 越 来 越 高 ，供 电 、制 冷 设 备 的 高 效 设 计 变的更加重要。
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图 ３ 设 备 布 置 方 式 导 致 热 量 叠 加 图 ４ 该 机 房 负 载 分 布
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２．３ 解 决 方 案 针 对 上 述 问 题 ，采 用 如 下 解 决 方 案 ： （１）图 ５ 中 圆 圈 区 域 为 过 热 区 域 ，由 于 旁 边 的 机 房
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机房气流组织优化实例
张彦才 （中国联合网络通信有限公司甘肃省分公司运行维护部，甘肃 兰山 ７３００３０）
摘要：通过对两个机房的实际勘测分析，发 现 机 房 气 流 组 织 对 机 房 能 耗 水 平 有 显 著 影 响。 为 此，进 行 了 相 应 的 气 流 组 织 改 造 ，达 到 了 比 较 明 显 的 节 能 效 果 。
ＦＣ 风机 的 送 风 口 风 速：ＣＭ５０ＡＲ 空 调，采 用 ＦＣ 风 机 ，送 风 风 机 约 为 ３．７ ｍ／ｓ左 右 （图 ６）。
ＥＣ 风机的送风 口 风 速：Ｐ１０３１ＵＡ 空 调，采 用 ＥＣ 风 机 ，送 风 风 速 约 为 １６ ｍ／ｓ左 右 （图 ７）。
图７ ＥＣ 风机的送风口风速测量
关 键 词 ：气 流 组 织 ；优 化 ；节 能
１ 概 述
随着通信技术的 发 展 与 业 务 的 增 加，机 房 的 环 境 发生了翻天覆地的变化。机房内的气流组织对整个机 房的温度场影响越 来 越 大。 同 时，气 流 组 织 的 优 劣 也 决定了机房空调的配置及运行能耗。为了优化机房的 气 流 组 织 ，解 决 机 房 局 部 散 热 问 题 ，降 低 机 房 空 调 的 运 行 能 耗 ，提 高 设 备 运 行 安 全 性 ，现 对 两 个 机 房 进 行 了 勘 测 分 析 ，并 提 出 相 应 的 优 化 方 案 。
图 １４ 某 企 业 数 据 中 心 管 理 逻 辑 图
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空调的送风方式为风 帽 弥 散 式 送 风，送 风 气 流 无 法 到 达过热区域所导致。 针 对 过 热 原 因，在 图 ５ 中 的 虚 线 圈区域增加相应的制冷单元。
Ｔｅｌｅｃｏｍ Ｐｏｗｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｍａｙ．２１，２０１４，Ｖｏｌ．３１ Ｍｏｎｏｇｒａｐｈ
图６ ＦＣ 风机的送风口风速测量
图 ８ 某 ６ 楼 计 费 机 房 平 面 图
３．２ 现 状 及 存 在 问 题 （１）机 房 内 存 在 高 热 密 度 的 负 载 ，但 该 区 域 没 有 专
门处理高热密度的设 备 （只 有 三 个 民 用 的 风 机 盘 管 及 一 个 一 体 化 柜 机 ），导 致 该 区 域 的 温 度 偏 高 。
３ 某 ６ 楼 计 费 机 房 勘 测 与 气 流 组 织 优 化
３．１ 机房现状 该机房的面积约为４８５ ｍ２ 左右，机房内有防静电
地板，地板高 约 ２００ ｍｍ，主 设 备 采 用 下 走 线，无 冷 热 通道的方式布置。机 房 内 共 配 置 了 ３ 台 机 房 空 调，均 采 用 风 帽 上 送 风 的 方 式 。 此 外 ，还 有 ２ 台 民 用 空 调 ，及 ３套三菱海尔风机盘管末端。图８为机房的平面示意 图。