案例三 空调失效应用

在所有引起服务器宕机的原因中，由于冷却系统失效造成的宕机占33%，并且有逐年增长的趋势。冷却失效CFD分析指的是数据中心的冷却系统在发生可恢复的短暂报警或者硬件故障的情况下用CFD 进行数值仿真分析，进而预测IT设备进口温度随时间的变化情况，分析过程为瞬态过程（即计算物理量随时间变化）。

1 模型描述

房间：地板下送风系统，冷热通道布局，空调单侧布置，建筑面积280 ㎡，层高6m，架高地板900mm；地板砖尺寸600mm×600mm；

空调：直膨式空调，显冷量84.2kW，风量27000m³/h，不封闭通道控制送风18±1℃，封闭通道控制送风24±1℃；

机柜：单台功耗5 kW，102 台，42U，封闭空插槽，前后门为网孔结构，开孔率64%；每列有三台列头柜，功耗设置为0kW；

设备平面布局如图5.4.1所示，空调间在右侧，布置七台精密空调；主设备区在左侧，共七列机柜，每列最右侧机柜距离空调两块地板砖；

不封闭通道、封闭冷通道、封闭热通道如图1~图4所示。

2 仿真条件

在做空调冷却失效之前，先进行稳态分析，稳态分析的目的为使IT设备最大进风口温度达到24℃，通过控制空调的送风温度来满足这一要求，最终确定不封闭通道的控制送风温度为18±1℃，封闭通道的空调送风温度为24±1℃。

3 仿真结果

从三种的对比可以看出在机柜功率为5kw的工况下，不封闭通道好于封闭通道；且封闭冷通道和封闭热通道区别不明显。

将空调失效300s时不封闭通道与封闭通道的截面温度图（距离架高地板0.2m）对比如下：

 

图5失效300s不封闭通道温度分布图	图6 失效300s封闭通道温度分布图

4 小结

方案2热通道温度高于方案一热通道约2℃，冷通道内有明显的热空气回流；说明空调失效的情况下，封闭通道时IT设备所需风量需要通过局部热空气回流进行补充，空气在冷热通道之间形成通路，到IT设备进口温度升高；而不封闭通道时可以避免局部短路问题，降低IT设备的进风温度。