蓄冷罐

　数据中心是为电子信息设备提供运行环境的场所，在数据中心中需要安装数据处理、数据传输和网络通讯等多种IT设备。为保障IT设备正常有效地运转和保障业务顺畅进行，还需要安装为IT设备服务的电力、空调等相关设备及传输管路。数据中心IT设备的正常工作，不仅需要电力供应系统、网络系统等配套设施的稳定运行，同时也依赖空调系统不间断稳定的运行。

　　IT设备与电子元器件通常对环境的温度非常敏感，短暂的制冷中断对于低密度机房尚可容忍，但设备的可靠性和处理能力开始降低，故障发生率大大提高，闭式蓄冷罐销售，而对于中高密度机房很可能会引起故障，甚至造成业务中断。相关研究结果表明：当机房的热密度达到3～4.5 kW/m2时，机柜的平均进风温度在5 min内将升到15～28 ℃，在短时间内就可能引起服务器故障。因此，为保证IT设备的正常运转，对可靠性要求高或密度较高的数据中心必须具有持续供冷的功能。

大温差水蓄冷与小温差水蓄冷充放冷的过程进行数值模拟研究，因此，蓄冷罐销售，所建模型将蓄冷罐的布水器简化成均匀流速的平面，并且蓄冷罐的外壁面按绝热层考虑。其中大温差蓄冷的供回水温度分别为7 ℃/18 ℃，小温差蓄冷的供回水温度分别为12 ℃/18 ℃。充、放冷过程15 min，罐体直径为5.12 m，蓄水高度为21 m，高径比为4.1，初始流速为0.021 m/s，设计的弗劳德数Fr为0.6，雷诺数Re为1 050，以上参数值均为实际工程设计值。

充冷时蓄冷罐内充满了18 ℃热水，7 ℃（或12 ℃）冷水从罐的下方流入，热水从罐的上方流出；放冷时蓄冷罐内充满了冷水，冷水从罐的下方流入，热水从罐的上方流出，2个过程都属于瞬态传热过程。

　　应用GAMBIT前处理软件建立物理模型并生成六面体非结构网格，开式蓄冷罐销售，应用Fluent软件对充、放冷过程进行模拟计算。通过截取所建模型的中心平面，监视蓄冷罐内部的流动状态与温度场分布，从而得到各时刻蓄冷罐内斜温层的变化情况。图1～4显示了不同蓄冷温差下，充、放冷过程斜温层的变化情况。

由于将蓄冷罐作为数据中心应急冷源，整个放冷过程时间较短，数据机房蓄冷罐销售，因此要求罐内的水流速度较快，导致斜温层相对较厚，蓄冷和取冷的效率较低。其中大温差（7 ℃/18 ℃）蓄冷的效率约为90.6％，小温差（12 ℃/18 ℃）蓄冷的效率约为88.2％，这是由于忽略了布水器的影响，导致模拟计算的蓄冷效率大于实际的运行效率。

　　从模拟结果可以看出，斜温层的存在一方面影响蓄冷效率，另一方面则有利于水蓄冷系统实现温度分层，使冷热水不至于混合。此外，蓄冷罐在充、放冷过程中，斜温层的厚度都逐渐增大，并且斜温层的波动也逐渐增强。这是由于在运行过程中，斜温层在时间上有一个积累，通过导热作用，同时降低热水温度和提高冷水温度。

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