[发明专利]一种间接蒸发冷却空调对数据中心冷却效果的计算方法

权利要求书

1.一种间接蒸发冷却空调对数据中心冷却效果的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立安装间接蒸发冷却空调的数据中心的物理模型，物理模型包括如下部件：数据中心的墙壁、冷通道、热通道、机柜、服务器、多孔地板和空调，空调出风口排列在同一侧，机房的相邻两列机柜采用“面对面，背靠背”布置，中间形成封闭的冷通道，空调回风口在出风口上部同一侧布置，冷空气由出风口吹出，通过开孔地板进入封闭冷通道，然后穿过位于其一侧的机柜，形成热通道，然后回到回风口；

S2：建立数值模型，获得给定的边界条件；

S3：进行仿真数值计算，将计算结果与实验结果对比，若在误差范围内，则计算结束并获得数据中心的温度和风速进而确定空凋对其的冷却效果，若在误差范围以外，则分析原因，对物理模型、数值模型进行调整继续计算。

2.根据权利要求1所述的一种间接蒸发冷却空调对数据中心冷却效果的计算方法，其特征在于，所述S1中对于实际机柜中数量较多的服务器，保证总体的散热量不变对服务器的数量进行简化，从距离机柜底部100-300mm处开始，每隔100-300mm布置一个。

3.根据权利要求1所述的一种间接蒸发冷却空调对数据中心冷却效果的计算方法，其特征在于，所述S1中物理模型的尺寸为：数据中心长×宽×高：56.2m×10.2m×4.7m，机柜外壳长×宽×高：7.2m×1.2m×2m，服务器长×宽×高：7.1m×1.1m×0.4m，空调送风口长×宽：1.45m×0.95m，冷通道长×宽×高：7.2m×1.2m×2m，热通道长×宽×高：7.2m×1.2m×2m，背部风扇长×宽：7.2m×2m。

4.根据权利要求2所述的一种间接蒸发冷却空调对数据中心冷却效果的计算方法，其特征在于，所述S2中给定的边界条件包括：间接蒸发冷却空调的送风口、回风口，数据中心内部的墙壁以及机柜壁面，服务器表面、多孔地板和机柜背部风扇压力阶跃值。

5.根据权利要求1所述的一种间接蒸发冷却空调对数据中心冷却效果的计算方法，其特征在于，所述S3中数值计算中在湍流方程选择时，采用RNG^k-ε模型计算湍流，计算温度时，采用求解能量方程计算，电子元器件的散热计算时，采用牛顿冷却定律计算对流热换。

6.根据权利要求5所述的一种间接蒸发冷却空调对数据中心冷却效果的计算方法，其特征在于，所述S3中数值模型中，RNG^k-ε模型具体计算公式如下：

湍动能k方程为：

湍流耗散率ε方程：

式中，C_1ε、C_2ε、C_3ε为经验常数，值分别为1.44、1.92、0.09；σ_k、σ_ε分别为湍动能和湍动能耗散率对应的普朗特数，值分别为1.0、1.3。

7.根据权利要求6所述的一种间接蒸发冷却空调对数据中心冷却效果的计算方法，其特征在于，所述数值模型中，必须遵循最基本的质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程。

质量守恒方程为：

式中，u为速度矢量，ρ为密度，t为时间，u、v、w为速度矢量在X、Y、Z方向上的分量

其动量守恒方程为：

其能量守恒方程为：

数学模型中，对流热换计算采用公式如下：

Q_α＝αA(T_w-T_f)

q_α＝α(T_w-T_f)

式中，Q_α为单位间内的对流热换量(W)，q_α为单位时间单位面积的对流热换量(W/m²)，T_w为固体壁面温度(℃)，T_f为流体温度(℃)，α为对流热换系数(W/(m²·℃))，A为对流热换面积(m²)。