[发明专利]一种高发热量的云服务器的高低温工作室的风道设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及云服务器进行高低温试验技术，尤其涉及一种高发热量的云服务器的高低温工作室的风道设计方法。

背景技术

随着云计算技术的快速发展，云服务器应运而生。云服务器通过硬件聚合实现了计算、存储、网络的模块化，散热、供电、管理的集中化。基于云服务器的基础架构，可设计出丰富多样的节点及配置，因此，云服务器具有计算密度高、存储密度高、体积大、发热量大的特征。为了科学验证云服务器的散热设计，需要设计一个满足高发热量的云服务器的高低温交变湿热试验室。

云服务器为整机柜一体化设计，包含了42U高度的机柜、冗余AC供电电源、散热风扇模组、32个服务器节点、3台48口以太网交换机等，云服务器的外形尺寸较大。

云服务器不带外包装时的尺寸：

600 mm W（宽）× 1200 mm D（深）× 2500mm H（高）

云服务器带外包装时的尺寸：

1000 mm W（宽）× 1400 mm D（深）× 2550mm H（高）

单台服务器最大负载功率为15KW，同时放置两台服务器，共计30KW。30KW供电负载，100%用于发热，即30KW的发热量。

机柜内的服务器节点采取水平放置，冷风从前部进风，经过发热的CPU、内存、硬盘、主板等，热风从后部出风。为了满足云服务器节点的散热需要，云服务器配置了风扇进行风冷。每套云服务器最大配置33个140mm x 140mm x 38mm规格的风扇，循环风量大于20400CMH（立方米每时）。

云服务器体积大，发热量大，风流量大，为了对云服务器进行高低温交变湿热试验，需要设计一个大型的工作室，2500mm W（宽）×3000mm D（深）×3000mm H（高） ，可以同时放入两台云服务器进行试验。

发明内容

为了解决该问题，本文提出了一种高发热量的云服务器的高低温工作室的风道设计方法。

此方法是一种对高发热量和大风流量云服务器进行高低温试验的风道设计方法。它对服务器的机构尺寸、风道风流量、挡风板的开孔面积、风机的规格参数等进行了计算，提出了风道设计的方法。

为了实现风流场的均匀与试验区内的0.5m/s~1.7m/s风速要求，高低温室采用三风道的设计方式，三风道相较于两风道，有上下送风、顶部送风及室内左右送风，并且多出一面调整风速的隔板面，较容易实现严格的技术指标。

采取三风道设计，可以保证试件周围的风速为0.5m/s~1.7m/s，且被测试的产品在各种负载条件下（静态自身负载以及最大发热输出量30KW），云服务器机柜每一层节点的入风口温度具有良好的均匀性，在服务器前部入风口100mm远处位置进行测量，温度偏差≤±3℃（带载、常压、稳定状态），使流经处于室内不同区域的被试产品周围的气流稳定。

包括风道设计风机型号的选取、风路系统静压调节、工作室入风口与出风口面积的确定、温度调节室截面深度D的确定、送风截面宽度的确定；依据被测试样机的机构及包装尺寸，确定高低温室的尺寸及容积；依据被测试样机的散热方式、风流量大小，进行确定高低温室的制冷方式及风机风流量大小，并且要实现高低温室和被测试样机的风道设计相匹配。

风道设计风机型号的选取：

A、根据发热输出30KW，风量20400m³/h，由 V=3.6W×T/(1.29×C×Δt)

可得Δt≈4.0835℃

式中：

V——空气流量，m³/h

T——时间，取1小时

C——比热，1.005kJ/kg×℃

Δt——工作室出风与回风温差（负载进风口与出风口温差）

要求风量>20400m³/h，因此取Δt=4.0℃，得：

V=3.6W×T/(1.29×C×Δt)=3.6×30000×1/(1.29×1.005×4)

≈20826m³/h>20400m³/h；

B、选取风机：

按风量∑V≥V=20826m³/h，选：6个多翼插片式中压（约800pa）离心风轮、

Φ300mm、风轮高度200mm、风量4000 m³/h；电机功率1200W、转速1440r/m。

总风量∑V=4000m³/h×6=24000m³/h＞20826m³/h。