风墙式数据中心微缩平台热管理技术研究

随着科技发展,数据中心机房的功率密度不断提高,冷却系统的用电量不断增大,数据中心机房的高能耗状况急需改善。本文主要研究风墙式数据中心热管理技术中新风控制逻辑对于数据中心整体能耗的影响,由于在实际风墙式数据中心中开展实验与研究周期长、耗费巨大,考虑到周期与成本因素,这里通过建立一个与风墙式数据中心功能相类似的微缩实验平台来进行技术研究。具体如下:首先采用热设计分析方法确定了微缩实验平台中各热特性器件类型及参数,结合结构设计确定了平台整体尺寸模型与设备布局;通过STC15开发技术及LabVIEW软件设计了具有设备状态控制的硬件电路和平台监控的上位机软件,在此基础上完成了微缩实验平台的实物制作。实验平台运行实验表明该平台达到设计要求,满足风墙式数据中心的运行特点,本实验平台的构建为后续工作开展奠定了基础。其次根据传热学与计算流体动力学理论基础,使用热分析软件对该实验平台进行了热仿真模拟,分析了该实验平台工作时温度场与速度场的分布状况。在新风模式下开展了具体实验,验证了CFD仿真分析的合理性,指出了6SigmaDC软件在数据中心设计方面的可行性。最后针对该微缩实验平台,结合数据中心送风参数要求,分析了各工作模式所对应的温湿度参数值,依据焓湿空气混合理论,以新风利用率最大化为目标,提出了一种高湿度新风引入控制逻辑。采用LabVIEW软件完成了该控制逻辑的程序设计并进行了实验验证,结果表明该控制逻辑合理有效。根据实际中某风墙式数据中心的能效比状况,探讨了高湿度新风引入控制逻辑用于风墙式数据中心的节能状况,从而为实际中大型风墙式数据中心热管理技术提供了一定参考。