很多时候,作为数据中心项目的业主方,因自身并非专业数据中心的建设规划专业人员,更注重于基础设施之上的上层业务搭建,服务器、网络、安全、应用等领域。而自建的数据中心建设方案需要依赖于各提供方案的工程商、设备代理商,在方案选择上存在选择困难症,下面作者来分享一个项目的前期规划中的仿真工况设计和建议,希望能够喜欢。 1、场地面积大小:约90m2 2、总的规划IT设备负载额定功率:90KW 3、实际运行中,最高的额定功率约:120KW(最高限额) 4、有单柜超过9千瓦的高密度设施计算算力部署需求 5、高算力机柜和普通配套设备机柜配比计划为50%:50% 6、计划的空调显冷为100%额定功耗,冷量冗余0KW 7、机房不考虑配置连续电力给空调系统,市电中断后机房将没有连续冷源 8、空调暂定规划为3*35KW(留有预备空调位,如连续不足安全冗余的显冷可增加 布局说明 ![]() 必要工况仿真1:安装盲板和不安装盲板的仿真 方案确定后,进行设备布局,参数设定,根据厂家提供的风量和工作曲线调试好仿真软件,就需要做一个最高额定功率运行,空柜位安装盲板和不安装盲板的对比。 1.1、不设置盲板的情况下,机房整体仿真(顶视图) ![]() 这是不安装盲板的情况下,会有冷通道内的冷空气通过机柜泄露到机柜背部的回风空间,可以看基于这个仿真时,随机选取一侧的热通道内气流流动仿真 1.2、不设置盲板的情况下,一侧的机柜背面气流仿真 ![]() 很明显的,如果采用冷通道方案,机柜面板不做封闭空槽位时,冷量不能得到最有效的利用,直接被空调回风口回收了,而这是不利于运行节能降耗的目标的。 为了更清晰看到不封闭的情况下机柜的气流情况,可以看圈起来的这台功率较低的机柜,是什么样的流动 1.3、不设置盲板的情况下,安装设备较少的机柜气流泄露仿真 1.4、未使用的机柜槽位进行盲板封堵,冷量用于机柜的利用率明显更高
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1.5、再看一下对比,封闭盲板后的机柜后气流组织

可以看到仿真jie结果,当盲板隔离后,热通道内的气流不会涌入冷通道逃逸的冷气流,空调回风温度更高,压缩机在换热时工质的相变需要更少的能量。
1.6、对比单个机柜的气流组织,盲板隔离后又有什么区别呢

对比来看,显然盲板安装后冷量的损失更少了,被更多的得到有效利用 | |
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必要工况仿真2:模拟单台空调故障后,冷通道内的温度工况
如建设计划为三台同样功率的机组开机为冷通道内环境提供散热条件,那么为了更好的掌握不同功率下当其中一台失效时,冷通道内温度的变化情况,需要进行空调失效工况的仿真模拟。
1.7、对正在运行中的满功率运行时故障宕机,导致原有三台空调的冷通道内只剩2套空调继续运行,设定好工况后进行失效仿真模拟。

可以看到,因为运行因为有两台空调还在工作,冷通道内大部分区域还处在较佳的温度范围,因为模拟的工况是没有盲板的情况,随着温度的提升,冷通道温度也逐渐提升。并不能做到持续维持在健康的工作温度。那么,在这个仿真环境下,我们再看一看故障的空调位置周围设备,与正常工作的空调位置机柜,在30分钟内平均进风口温度变化有什么不同
1、离宕机空调较近的低功耗机柜(3千瓦) |
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2、离宕机的空调较远,在正常工作的空调周围的低功耗机柜(3千瓦) | ![]() |
3、离宕机的空调较远,在正常工作的空调周围的低功耗机柜(9千瓦) | ![]() 因为这个失效的机柜刚好处在运行正常的空调周围,因此不太受失效空调机组影响,始终保持在30分钟内具有良好的运行温度。但是如果故障的空调是这台机柜周围的列间空调,则这台空调故障的影响将迅速影响到该高功率的机柜运行。 |
必要工况仿真3:不同运行功率下,市电中断供冷中断时机柜进风口温度超过45℃所需时长
在完成了单台空调失效的仿真模拟后,进一步模拟完全空调失效(市电中断而又没有迅速供电的UPS或者EPS,分别模拟不同功率总量运行时冷通道不同的失效时长
分别模拟了五种不同工况
机房满功率负荷运行时,突然市电中断能够预计有多少秒的反应时间(此间柴发必须迅速供电,或者备用电源总开关要迅速切换至机房用电开关处,使空调开机换热 没有盲板做气流隔离,此时机房5分钟后会超过45摄氏度,大部分设备将宕机 |
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同样工况,唯一改变是模拟的冷通道内为所有空槽位增加了盲板,其热失效时间也仅仅延长了1分钟 | ![]() |
有盲板前提下,如果此时UPS输出总功率为50千瓦时,宕机时间有所下降,90千瓦到50千瓦的运行功率下,冷通道内设备最大工作时间有所延长至10分钟 | ![]() |
当该布局下市电中断后,UPS输出40千瓦时,15分钟后冷通道将完全失控宕机 | ![]() |
当该布局下市电中断后,UPS输出40千瓦时,20分钟后冷通道将完全失控宕机 | ![]() |