[發(fā)明專利]中心機(jī)房氣流組織和溫度計(jì)算方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810468617.4
• 申請(qǐng)日: 2018-05-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108710744A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦子強(qiáng);董昊;張水兵;高德鎖;司海青
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州黑盾環(huán)境股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種中心機(jī)房氣流組織和溫度計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：1）建立中心機(jī)房的物理模型；2）建立數(shù)值模型，獲得給定的邊界條件；3）進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，若在誤差范圍內(nèi)，則計(jì)算結(jié)束并獲得中心機(jī)房氣流組織和溫度；若在誤差范圍以外，則分析原因，對(duì)物理模型和/或數(shù)值模型進(jìn)行調(diào)整繼續(xù)計(jì)算。本發(fā)明的有益效果為：其能方便快捷的計(jì)算出機(jī)房?jī)?nèi)的氣流組織和溫度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空調(diào)制冷領(lǐng)域，具體涉及一種中心機(jī)房氣流組織和溫度計(jì)算方法。

背景技術(shù)

數(shù)據(jù)中心機(jī)房專用空調(diào)屬于工藝性空調(diào)，與舒適性空調(diào)存在明顯差異。數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備散熱量極大，熱流密度較高，顯熱量占總能量的90％，幾乎無(wú)潛熱；舒適性空調(diào)的顯熱量一般只占總能量的60％～70％。因此，數(shù)據(jù)中心機(jī)房專用空調(diào)只需要考慮顯熱排除，無(wú)需考慮潛熱問(wèn)題，機(jī)房專用空調(diào)具有大風(fēng)量、小焓差的特點(diǎn)。目前數(shù)據(jù)中心機(jī)房專用空調(diào)制冷的方式主要有三種：上送風(fēng)方式、地板下送風(fēng)方式、列間空調(diào)送風(fēng)方式。上送風(fēng)方式存在送風(fēng)容易受物件影響、冷熱空氣短路現(xiàn)象、制冷效率低等缺點(diǎn)；下送風(fēng)方式存在易聚集灰塵、送風(fēng)不暢、制冷不均勻等缺點(diǎn)。相比于前兩種送風(fēng)方式，列間空調(diào)外型尺寸與通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜的外型尺寸協(xié)調(diào)，可任意放置于機(jī)柜排列中間或兩端，解決了冷熱氣流短路的問(wèn)題，保障了服務(wù)器機(jī)柜溫度的均勻，降低了局部熱點(diǎn)溫度。

在決定采用哪一種空調(diào)送風(fēng)方式前，先用仿真的方法進(jìn)行數(shù)值模擬，針對(duì)具體情況進(jìn)行具體計(jì)算，將最終得出的結(jié)果相互比較，選擇最優(yōu)的一種送風(fēng)方式。這樣可以在建立數(shù)據(jù)中心前就能知道數(shù)據(jù)中心散熱情況與能耗大小，進(jìn)而選擇針對(duì)性方案，達(dá)到降低成本的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種中心機(jī)房氣流組織和溫度計(jì)算方法，其能方便快捷的計(jì)算出機(jī)房?jī)?nèi)的氣流組織和溫度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種中心機(jī)房氣流組織和溫度計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)建立中心機(jī)房的物理模型；

2)建立數(shù)值模型，獲得給定的邊界條件；

3)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，若在誤差范圍內(nèi)，則計(jì)算結(jié)束并獲得中心機(jī)房氣流組織和溫度；若在誤差范圍以外，則分析原因，對(duì)物理模型和/或數(shù)值模型進(jìn)行調(diào)整繼續(xù)計(jì)算。

優(yōu)選地，物理模型包括如下部件：中心機(jī)房的墻壁、冷通道、熱通道、盲板、機(jī)柜、刀片機(jī)和空調(diào)；空調(diào)出風(fēng)口排列在同一側(cè)，冷通道處在出風(fēng)口側(cè)，即冷空氣由出風(fēng)口吹出，形成冷通道；空調(diào)回風(fēng)口在機(jī)柜背部，冷空氣由出風(fēng)口吹出，穿過(guò)位于其一側(cè)的機(jī)柜，回到回風(fēng)口，熱通道處于回風(fēng)口側(cè)；刀片機(jī)從距離機(jī)柜底部50mm處開(kāi)始，每隔50mm布置一個(gè)，總數(shù)為20個(gè)；盲板處于機(jī)柜上部，在距離最上一層刀片機(jī)50mm處，加上盲板，防止熱空氣回流。

優(yōu)選地，計(jì)算氣流組織時(shí)，采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型計(jì)算湍流；計(jì)算溫度時(shí)，采用求解能量方程計(jì)算；電子元器件的散熱計(jì)算時(shí)，采用牛頓冷卻定律計(jì)算對(duì)流熱換。

優(yōu)選地，給定的邊界條件包括：空調(diào)的送風(fēng)口、回風(fēng)口；中心機(jī)房的墻壁、機(jī)柜壁面；刀片機(jī)表面和機(jī)柜背部風(fēng)扇壓力階躍值。

優(yōu)選地，物理模型的尺寸為：機(jī)房長(zhǎng)×寬×高：5400mm×2350mm×2400m；機(jī)柜外殼長(zhǎng)×寬×高：1000mm×600mm×2050mm；刀片機(jī)長(zhǎng)×寬×高：800mm×600mm×50mm；空調(diào)送風(fēng)口長(zhǎng)×寬：400mm×800mm；冷通道長(zhǎng)×寬×高：5400mm×800mm×2400m；熱通道長(zhǎng)×寬×高：5400mm×550mm×2400mm。

優(yōu)選地，數(shù)值模型中，標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型具體計(jì)算公式如下：

模型中ε定義為：

湍動(dòng)粘度μt定義為：