基于CFD的变电站机房空调气流组织优化研究

doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2024028

电信科学 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (2): 150-157.doi: 10.11959/j.issn.1000-0801.2024028

• 研究与开发 • 上一篇

基于CFD的变电站机房空调气流组织优化研究

陈灿, 刘洋, 李黎, 贾平, 高小芳, 张书林

国家电网有限公司信息通信分公司，北京 100761

修回日期:2024-02-06 出版日期:2024-02-01 发布日期:2024-02-01
作者简介:陈灿（1987- ），女，国家电网有限公司信息通信分公司高级工程师，主要研究方向为电力通信
刘洋（1981- ），女，国家电网有限公司信息通信分公司高级工程师，主要研究方向为电力通信
李黎（1985- ），男，国家电网有限公司信息通信分公司高级工程师，主要研究方向为电力通信
贾平（1988- ），男，国家电网有限公司信息通信分公司高级工程师，主要研究方向为电力通信
高小芳（1993- ），女，国家电网有限公司信息通信分公司工程师，主要研究方向为电力通信
张书林（1968- ），男，国家电网有限公司信息通信分公司高级工程师，主要研究方向为电力通信

Research on optimization of air flow organization in substation room air conditioning based on CFD

Can CHEN, Yang LIU, Li LI, Ping JIA, Xiaofang GAO, Shulin ZHANG

State Grid Corporation of China Information and Telecommunication Branch, Beijing 100761, China

Revised:2024-02-06 Online:2024-02-01 Published:2024-02-01

摘要/Abstract

摘要：

随着变电站机房设备的更新换代和业务的快速发展，在国网某变电站机房里的设备密集度越来越高，耗电量和发热量也越来越大。机房内原配置的恒温恒湿精密空调，尽管理论供冷量充足，但采用传统的“先冷环境，再冷设备”的弥漫送风方式，机房内多个区域机柜由于负载的不均衡布置，已出现多个难以解决的局部过热问题，当前的气流组织循环已完全不适应高功耗设备的散热需求。介绍了基于计算流体力学（CFD）技术的国网某变电站机房气流组织优化改造实践，为机房节能降耗提供借鉴。

关键词: 机房, 节能降耗, 气流组织, 优化

Abstract:

Due to the continuous improvement of the computer network communication level and the acceleration of data transmission speed, the hardware configuration of the digital signal processing room on the second floor of this unit has become more intensive, and the power consumption and heat generation have also increased.Although the constant temperature and humidity precision air conditioning system has sufficient theoretical cooling capacity, it uses the conventional diffusion air supply mode of cooling the surroundings first and then cooling the device.In a computer system, there are many local over temperature faults due to the uneven distribution of computer load in many areas, which is very difficult to deal with.The existing air distribution cycle has been unable to meet the cooling requirements of equipment with high energy consumption.The examples of the application of optimization and transformation of airflow organization based on CFD in State Grid’s substation computer room was introduced, it has a certain reference significance for energy saving and consumption reduction in computer rooms design.

Key words: computer room, energy conservation and consumption reduction, air flow organization, optimization

中图分类号:

TU831

陈灿, 刘洋, 李黎, 贾平, 高小芳, 张书林. 基于CFD的变电站机房空调气流组织优化研究[J]. 电信科学, 2024, 40(2): 150-157.

Can CHEN, Yang LIU, Li LI, Ping JIA, Xiaofang GAO, Shulin ZHANG. Research on optimization of air flow organization in substation room air conditioning based on CFD[J]. Telecommunications Science, 2024, 40(2): 150-157.

图/表 4

参考文献 16

[1]	王文谦 . 北京地区某数据中心机房气流组织优化研究[D]. 北京:北京建筑大学, 2023.
	WANG W Q . Optimization of airflow organization in a data centre room in Beijing[D]. Beijing:Beijing University of Civil Engineering and Architecture, 2023.
[2]	徐坚强 . 数据中心列间空调送风的气流组织优化和失效研究[D]. 上海:东华大学, 2023.
	XU J Q . Research on air distribution optimization and failure of air conditioning supply between columns in data center[D]. Shanghai:Donghua University, 2023.
[3]	李宁, 饶冬生 . UPS 机房空调气流组织模拟优化[J]. 节能, 2022,41(7): 49-51.
	LI N , RAO D S . Simulation and optimization of air-conditioning airflow organization in UPS room[J]. Energy Conservation, 2022,41(7): 49-51.
[4]	殷唐 . 基于数据中心散热优化的需求响应互动研究[D]. 南京:东南大学, 2022.
	YIN T . Research on demand response interaction based on data center cooling optimization[D]. Nanjing:Southeast University, 2022.
[5]	刘莹 . 采用列间/背板空调的高密度机房气流组织研究[D]. 上海:东华大学, 2022.
	LIU Y . A study on air flow organization in high density computer rooms with column/backplane air conditioning[D]. Shanghai:Donghua University, 2022.
[6]	农毅杰 . 电子计算机机房空调系统气流组织优化设计[J]. 电子元器件与信息技术, 2022,6(3): 168-170.
	NONG Y J . Optimal design of air distribution in air conditioning system of computer room[J]. Electronic Components and Information Technology, 2022,6(3): 168-170.
[7]	王志刚, 黄丹 . 不同气流组织形式对行级数据中心热环境的影响研究[J]. 暖通空调, 2021,51(S1): 170-175.
	WANG Z G , HUANG D . Study on the influence of different air distribution forms on the thermal environment of row-level data center[J]. Heating Ventilating ＆ Air Conditioning, 2021,51(S1): 170-175.
[8]	徐志立 . 基于 CFD 仿真的上送风数据中心气流组织优化与节能潜力分析[D]. 广州:华南理工大学, 2021.
	XU Z L . Airflow organization optimization and energy-saving potential analysis of upper air supply data center based on CFD simulation[D]. Guangzhou:South China University of Technology, 2021.
[9]	郑亮, 陈以乐 . 现代绿色数据中心机房冷通道封闭的应用及优化设计[J]. 智能建筑与智慧城市, 2021(1): 76-80.
	ZHENG L , CHEN Y L . Application and optimization design of cold aisle closure for computer room in modern green data center[J]. Intelligent Building ＆ Smart City, 2021(1): 76-80.
[10]	李瑞 . 基于 CFD 仿真的数据中心气流组织优化[D]. 济南:山东大学, 2020.
	LI R . CFD simulation-based optimization of airflow distribution in a datacenter[D]. Jinan:Shandong University, 2020.
[11]	迟媛, 朱国栋, 吴飞 ,等. 浅谈数据机房空调系统节能优化[J]. 中国设备工程, 2019(17): 71-72.
	CHI Y , ZHU G D , WU F ,et al. Discussion on energy-saving optimization of air conditioning system in data room[J]. China Plant Engineering, 2019(17): 71-72.
[12]	董刚, 薛皓宝 . 基于 CFD 技术的某数据机房气流组织优化改造实践[J]. 电子元器件与信息技术, 2019,3(7): 52-55.
	DONG G , XUE H B . Optimization and transformation practice of air distribution in a data computer room based on CFD technology[J]. Electronic Components and Information Technology, 2019,3(7): 52-55.
[13]	彭巍 . 上海某UPS机房空调气流组织优化分析[J]. 能源研究与利用, 2019(3): 49-52.
	PENG W . Optimization analysis of air conditioning airflow organization in a UPS room in Shanghai[J]. Energy Research ＆Utilization, 2019(3): 49-52.
[14]	谢静 . 过渡期传统通信机房气流组织优化研究[J]. 邮电设计技术, 2019(3): 88-92.
	XIE J . Research on optimization of airflow organization in traditional communication room in transition period[J]. Designing Techniques of Posts and Telecommunications, 2019(3): 88-92.
[15]	黄翔, 李婷婷, 刘凯磊 ,等. 乌鲁木齐某数据中心热环境分析及气流组织优化研究[J]. 西安建筑科技大学学报(自然科学版), 2019,51(1): 104-108.
	HUANG X , LI T T , LIU K L ,et al. Thermal environment analysis and air distribution optimization for a data room in Urumqi[J]. Journal of Xi’an University of Architecture ＆ Technology (Natural Science Edition), 2019,51(1): 104-108.
[16]	张立浩 . 关于通信机房气流组织优化的探讨[J]. 数字通信世界, 2019(2): 281.
	ZHANG L H . Discussion on optimization of air distribution in communication room[J]. Digital Communication World, 2019(2): 281.

设备编号	设备左侧壁面/(W·m^-2)	设备右侧壁面/(W·m^-2)	设备编号	设备左侧壁面/(W·m^-2)	设备右侧壁面/(W·m^-2)
A	627.33	627.33	H	834.74	834.74
B	627.33	627.33	I	421.07	421.07
C	627.33	627.33	J	598.11	598.11
D	2 613.85	2 613.85	K	1 558.19	15 58.19
*E	1 164.36	0	L	358.028 1	926.32
*F	1 164.36	0	*M	0	1 154.17
*G	0	608.18	*N	0	635.29

基于CFD的变电站机房空调气流组织优化研究

Research on optimization of air flow organization in substation room air conditioning based on CFD

在线阅读

PDF下载

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 4

参考文献 16

相关文章 15

Metrics

推荐阅读 0

[1]	沈林江, 曹畅, 崔超, 张岩. 基于策略约束强化学习的算网多目标优化研究[J]. 电信科学, 2023, 39(8): 136-148.
[2]	郭文磊. 复杂建筑群物联网非均匀分布节点随机负载均衡性优化模型[J]. 电信科学, 2023, 39(7): 139-148.
[3]	郑成渝, 姚依婷, 梁宏斌, 王磊. 5G车联网资源优化分配方案综述[J]. 电信科学, 2023, 39(7): 124-138.
[4]	王建斌, 王恒钧, 吴松, 王贞凯. 基于粒子群优化算法的5G波束权值寻优方法[J]. 电信科学, 2023, 39(7): 23-34.
[5]	张昊宇, 姚力, 陈超旭, 施剑阳, 沈超, 迟楠. 基于BO-BiGRU的后均衡器在水下高速可见光通信系统中的应用[J]. 电信科学, 2023, 39(5): 11-19.
[6]	马巧巧, 董黎刚, 蒋献. 面向SDWSN的分布式高效熵节能分簇路由算法[J]. 电信科学, 2023, 39(3): 100-114.
[7]	王淑玲, 孙杰, 王鹏, 杨爱东. 云边协同中的资源调度优化[J]. 电信科学, 2023, 39(2): 163-170.
[8]	葛海江, 贾宁, 池凯凯, 陈云志. 非线性能量收集认知无线电网络的次用户吞吐量最大化方案[J]. 电信科学, 2023, 39(2): 103-117.
[9]	孙梦宇, 林睿. 基于日志可观测的云—边协同微服务部署优化[J]. 电信科学, 2023, 39(12): 122-132.
[10]	汪汀岚, 高峰, 吕沛锦, 吴泰然, 李文丽. 5G远端干扰管理功能研究与智能网络优化[J]. 电信科学, 2023, 39(11): 145-152.
[11]	黄维. 基于果蝇优化算法的5G网络基站选址研究[J]. 电信科学, 2023, 39(10): 120-127.
[12]	杨伟伟, 王思宁, 郑贵德, 宋亚琼. 基于知识库的制造业能耗优化平台技术研究[J]. 电信科学, 2022, 38(8): 178-185.
[13]	曹海燕, 汪忠亮, 徐好, 陈千鸿, 许方敏. 基于混合精度ADC量化的大规模MIMO系统能效联合优化算法[J]. 电信科学, 2022, 38(8): 65-74.
[14]	王丽莉. 算力网络部署方案分析[J]. 电信科学, 2022, 38(6): 172-180.
[15]	张叶江, 孙磊, 尹以雁, 杨晓康, 胡坚. 700 MHz频段在5G网络优化中的应用研究[J]. 电信科学, 2022, 38(6): 156-163.