数据中心机房热环境研究文献综述
2020-05-02 17:08:45
第二次世界大战以后,计算机的发明,互联网的建立,带来了信息产业的蓬勃发展。为顺应世界数据化发展的潮流,为实施我国“互联网 ”的发展计划,国内各行各业的计算机数量和数据储存量正呈指数增长之势,数据储存、计算和应用的集中化已是大势所趋。数据中心(Data Center)作为信息传递、加速、展示、计算、存储的场所,广泛应用于生产生活当中。根据国家发改委的预测,在今后五年,中国的数据产业将达到50%的增长率。伴随着数据中心建设的蓬勃发展,带来的是能耗的增加。据统计,数据中心的用电量占全球总用电量的1.1%-1.5%。由于数据中心需要全天不间断地运行,不仅自身用电量巨大,同时需要空调系统制冷来维持数据中心的正常运行。因此,对于数据中心的热环境和气流组织的研究和优化,不仅能改善数据中心局部过热的问题,保证其正常运行;同时,对于降低能耗,减少成本也具有重要意义。
随着数据中心产业的高速发展,带来的能耗问题也越来越受到关注。中国现有各类数据中心或计算机机房约43万个,数量约占全球 13%.其中经营性 IDC 机房 921 个,面积达到88万平方米,17.7 万个机柜,能容纳 200 多万台服务器。这些服务器要保持每天24小时,一年365天不间断运行,不仅设备运行需要消耗大量的电力,同时为了达到数据中心各种参数要求,需要空调系统除去其产生的巨大发热量。据统计,我国数据中心的能耗已占社会总能耗的2%,占全国建筑总能耗的10%,相当于三峡大坝全年的发电量,即988亿千瓦时。
1995年,国外学者首次将CFD技术应用于数据中心机房领域;国内学者对于CFD的应用发展也很快。由于CFD技术的便捷、高效、低成本的特点,至今仍然是研究数据中心机房热环境的重要工具。数据中心的热环境研究从最开始的研究各种气流组织的送风模型,到通过合理布置机房空调冷热通道的隔离措施,到现在根据数据中心服务器本身的工作特性来模拟气流组织的送回风温度。现今,国内外的研究重点主要是针对数据中心发热量动态变化,设定随时间变化的边界条件,模拟不同时段的气流组织模型以及送回风参数。
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2. 研究的基本内容与方案
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一、基本内容
1. 理论分析:机房空调与传统空调的区别;三种送风方式的原理;三种送风方式的优缺点
2. 建立模型:机房物理模型;机房数值模拟