案例二 节能改造应用
针对某企业自用数据机房，结合提供的图纸、模型、设备参数等技术资料进行详尽的CFD模拟，对数据中心冷却系统方案进行评估，分析IT设备最大进风温度是否满足国标要求，提出当前机房存在的问题，根据目前的设备配置现状提出改造方案，实现机房节能目的。
所分析机房如图1、图2所示。机房由空调间与主机房间组成，机房总高5.7m，架高地板0.6m，机房净面积约560㎡，共115台机柜，机柜总功耗252kW , 无封闭通道，吊顶回风。机房精密空调共8台，采用回风控制，机架内填充的IT设备均为实际部署设备。
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图1 仿真模型 |
图2 仿真模型 |
现状机房的分析内容包括：分析当前机房存在问题，分析机柜进风温度过热的原因、能源费现象。
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图3 机柜最大进风温度 |
图4 B15机柜进风温度流线 |
图3所示为B15机柜进口温度最高，最大31.7℃。图4显示B15机柜IT设备最大进口温度为31.7℃，机柜自身排出的热空气从机柜侧面回流。机柜过热的原因还包括：有热空气在设备顶部部分回流到入口，还有机柜设备出风与布置在机柜后门的地板出风口冷气流掺混等。
图5为空调的送风效率绘图，最大为50.6%，最小为28.7%，平均为40.5%，空调送风效率为直接进入IT设备的冷空气流量占总送风量的百分比。
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当前运行的4台空调中，两台风管送风的CM空调利用率达到了100%，风帽送风空调受其所处的位置限制及前方设备的影响，利用率偏低；特别是Emicon 1#空调，受前方设备的影响部分气流短路，利用率只有60%左右。
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图5 机柜最大进风温度分布 |
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3.1 通过现状分析结果提出整改方案
从以下4个方面考虑优化气流组织：
1）为了减少冷量浪费，调整出风地板布局，屏蔽热通道出风地板；为了避免冷热气流短路，补充机柜空U盲板，局部机柜列增空机柜。
2）增加气流遏制系统，减少冷热气流混合，减少冷量浪费。
3）调整空调开机运行模式，优化空调组使用效率：当前为6+2运行模式，对比5+3运行模式。
4）根据实测空调输入功率校核PUE，对比空调运行模式改变后的PUE变化。
在机柜列缺口处安装挡板，在空插槽与空机柜处安装盲板，屏蔽热通道地板出风口，封闭冷通道方案，更改备机方案从6+2改为5+3。图6显示机柜最大进风温度为21.5℃，图7显示空调平均送风率为73.4%。
图6 机柜最大进风温度 图7 空调送风效率
PUE按照供电因子与空调因子方法计算，供电因子取固定值，空调的输入功率按照实测数据计算，5+3方案估计PUE降低5.84%。
