数据中心空调实验室孔板送风气流组织模拟与分析

本文所研究的环境实验室主要应用于间接蒸发冷却空调和直接蒸发冷却空调等产品的性能测试，依据数据机房用单元式空气调节机的测试要求，设计了该实验室室外侧房间的送风结构。该送风结构采用侧送顶回的方式，侧面采用孔板送风，借助数值模拟的方法探究了孔板孔隙率分别为26%、12%和6%时，测试区域速度场和温度场的分布规律，通过分析模拟结果发现，孔隙率的减小对测试区域内温度场的影响十分微弱，随着孔隙率的降低面平均温度下降了0.01 k，而速度场有较为明显的变化，孔隙率为26%时，面平均速度为0.612 m/s，孔隙率为6%时，面平均速度为0.436 m/s。通过观察云图可知，单孔板送风形式下，被测机迎风面风速较高且风速波动大。因此本文提出了双孔板节流的送风形式，在该送风形式下，测试区域内面平均风速下降至0.34 m/s，并且有效改善了被测机迎风面的速度分布。

随着能源和环境形势的日益严峻，环保、高效、经济的蒸发冷却空调技术在节能减排中发挥着重要的作用，随着蒸发冷却空调技术的发展，其性能测试技术也在不断地更新迭代，本文所涉及的机房空调测试实验室，是基于空气焓差法原理建造，可测试大型蒸发冷却空调及直通风产品的综合性能测试实验室[1]。基于空气焓差法建造的环境实验室，其房间内部气流组织的均匀性会对测试结果的稳定性和准确性造成严重影响。由于房间内部测试区域的速度场、温度场以及气流流动方向难以预测，而在实验室建成后通过现场实测结果调整送风结构使测试区域气流组织满足测试要求的方法将耗费大量的人力和物力。CFD 仿真技术可以在实验室设计阶段，对房间内的气流分布进行模拟仿真，预测气流方向，避免气流短路，因此CFD 仿真技术在送风结构的设计过程中具有重要的实用价值[2]。

2. 数据中心空调实验室室外侧气流组织 本文所涉及的焓差实验室送风结构是基于国标GB/T 17758-2010 和GB/T 19413-2010 的要求以及相关技术协议进行设计[3] [4]，本实验室室外侧房间外形尺寸为18 × 15 × 10 m (长 × 宽 × 高)测试区域尺寸为18 × 8 × 8.5 m (长 × 宽 × 高)，室外侧测试工况范围为干球温度−40℃~60℃，温度波动范围±1℃， 风速小于2.5 m/s，单层孔板送风结构见图1。

1) 由于该实验室测试区域空间层高较高，因此房间内的送风方式选择下送上回，以使气流充满整个测试区域， 避免出现气流短路， 在测试区域送风口处布置全面孔板， 孔板尺寸选择为12 × 3 m (长 × 宽)。