【摘要】：當前,隨著全球信息技術的高速發(fā)展,數(shù)據(jù)中心的數(shù)量呈現(xiàn)急速增長的趨勢,能耗已經占到了全球的1.12~1.5%。同時,制造技術也在不斷進步,摩爾定律表明電元件集成數(shù)目每18個月翻一番。盡管摩爾博士所指對象并不是直接針對服務器,但服務器與相關設備性能提升在過去的幾十年大多遵循此規(guī)律。隨之而來的便是發(fā)熱密度的不斷增長,有資料顯示,通訊設備發(fā)熱密度在2014年已經超過120kW/m~2。面對數(shù)據(jù)中心如此的高能耗與高熱密度特征,自然冷卻技術可以利用室外的自然冷源,減少冷水機組的運行時間,降低數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)的能耗,得到了數(shù)據(jù)中心領域專家的廣泛關注與研究。本文研究的對象是以冷卻塔為核心經濟器的自然水冷數(shù)據(jù)中心,結合新型空調末端微通道熱管背板空調,研究其在全國五個典型氣候區(qū)域的全年運行變化規(guī)律。此外,對冷卻系統(tǒng)的關鍵運行參數(shù)進行了敏感性研究并提出高效設計方法。首先,利用TRNSYS建模平臺對水冷自然冷卻數(shù)據(jù)中心從服務器到冷卻系統(tǒng)進行全方位的建模,并且利用制造商數(shù)據(jù)對其核心部件—冷水主機、冷卻塔、精密空調進行了驗證,相對誤差平均值分別為4%,4.2%及2.7%,滿足模擬計算的需要。其次,基于搭建的模擬平臺,分別對使用精密空調與微通道熱管背板空調末端的典型數(shù)據(jù)中心進行了全年模擬研究,結果表明:微通道背板空調末端相對精密空調,總能耗下降約3.0%~3.8%,PUE下降約0.04,節(jié)省電量值絕對量達1230000~1470000 kW?h/年;同時數(shù)據(jù)機房的溫度波動較小,溫度更為均勻,更適用于數(shù)據(jù)中心。機架最大負荷變化的研究發(fā)現(xiàn):微通道背板換熱性能相對精密空調有更強的自我調整能力,最大負荷水平由10kW至7kW/Rack、7kW至4kW/Rack,末端空調能耗相對減少率分別是30.0%、42.9%。最后,對自然水冷數(shù)據(jù)中心的關鍵參數(shù)進行了研究:模式切換溫度的敏感性研究發(fā)現(xiàn),T_(a1)、T_(a2)會對冷卻塔使用室外自然冷源的時間起決定性作用,然后基于冷卻塔的性能擬合式,提出了一種通用性的設計計算方法,并進行了案例模擬研究,結果證明所提設計方法更為節(jié)能與合理;同時,對冷卻塔的冷卻單元數(shù)變化研究發(fā)現(xiàn),提高冷卻單元數(shù)有利于減少逼近度、增強冷卻塔換熱性能,從而延長自然冷源的利用時間,但過小的逼近度可能會導致在北方冬季運行時服務器送風溫度過低,甚至出現(xiàn)結露現(xiàn)象,在工程設計實踐中需要謹慎考慮。
【圖文】：

圖 1.1 典型數(shù)據(jù)中心能耗分布[9]境控制與能源效率環(huán)境控制而言，是由一個個數(shù)據(jù)機房構成的，數(shù)據(jù)機、加工、運算、存儲、傳輸、檢索等功能[1機房、存儲機房等功能區(qū)域等。其核心部件mation Equipment）[10]，摩爾定律揭示電元而來的便是熱密度的急速增長，圖 1.2 是 1勢[11]，條帶寬度是基于滿載配置系統(tǒng)的最004 年以后，EIE 設備熱密度上升趨勢有所度峰值已經超過 80kW/m2，即使是最小的磁根據(jù)設備安裝布置密度，，一個典型的數(shù)據(jù)機范圍內，辦公類建筑一般熱負荷在 100W/m近 20 倍。因此，數(shù)據(jù)機房的負荷呈現(xiàn)高熱

數(shù)據(jù)中心水冷自然冷卻模擬研究與冷卻系統(tǒng)參數(shù)分析題包括導電陽極故障（CAF）、吸濕性粉塵故障（HDF）、介質差錯等。在極端情況下，冷卻設備的冷表面上會直接低會增加靜電放電（ESD）量和放電傾向性，它會損壞設響。低相對濕度環(huán)境中的介質和磁帶產品可能有過多出錯環(huán)境控制的重要參數(shù)，灰塵將對 EIE 設備運行造成不利影壞印刷電路板中的金屬薄片和導體。
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU831

【參考文獻】

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本文編號：2637116