R2-03 · 算力中心与液冷 / 风冷与气流组织
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一课题可并存多讲师版本
课程大纲
学完能做什么
- 列出机房风侧末端的主要形式，并说明各自把冷量送到哪一层
- 按机房结构（有无架空地板、层高、柱网）判断哪些末端形式可选
- 说清送风方式对气流组织与自然冷却潜力的影响
- 在液冷机房里判断风侧末端还需要留多少能力
内容大纲
- 末端形式与送风层次
- 房间级：空调机组送风到整个机房，靠架空地板或上送风分配，分配精度最低
- 行级：空调置于机柜列间，送风路径短，分配精度较高
- 机柜级：换热直接做在机柜上（门式或柜内），分配精度最高
- 层次越靠近热源，输运损失越小，但设备数量与运维点位越多
- 机房结构决定可选项
- 有无架空地板决定了下送风是否可行，以及地板下的净高是否够走风
- 层高决定上送风与回风的空间，也影响热通道封闭的做法
- 柱网与承重决定行级空调能放在哪里，以及机柜列如何排布
- 既有机房的改造往往被这些条件卡死，可选项远少于新建
- 送风方式与自然冷却
- 送风温度越高，自然冷却时数越多，但对气流组织的要求也越高
- 分配精度高的末端形式允许更高的送风温度，因为局部热点更少
- 所以末端形式的选择与自然冷却潜力是同一件事的两面
- 在做能效目标时，末端形式应当与冷源方案一起定，不能分开选
- 液冷机房里的风侧
- 冷板液冷只带走一部分热量，剩余部分仍需风侧承担
- 那部分的比例取决于板卡上有多少器件贴了冷板，属平台相关量，须按实际机型核算
- 风侧能力配少了，液冷侧看着有余量而机柜仍会过热
- 常见做法是保留一定的房间级或行级能力，或用门式换热接手剩余部分
关键公式
Q = ṁ · c_p · ΔT
末端选型的基本尺；层次越靠近热源，达到同样 Q 所需的风量越小
Q_风侧 = Q_总 − Q_液侧
液冷机房里风侧仍需承担的部分
关键概念
房间级、行级、机柜级架空地板送风温度与自然冷却分配精度风侧剩余负担
推荐工具与标准
机房建筑图（层高、柱网、地板） 设备冷板覆盖清单（须自备） Excel 或 Python（末端方案比较表）
数据中心设计规范（机房建筑与空调系统要求的来源；按现行版本确认，本课只写去向） 数据中心能效相关标准（末端形式对能效指标的影响口径来源；该体系正在修订，引用前须核现行状态） 以上文件的编号、现行版本与条款内容一律按现行有效版逐条核对；本大纲未填入任何条款级判定表与限值
工程案例
（教学构造案例，不对应任何真实机房）给定：某机房上了冷板液冷，团队按液冷承担全部热量配了冷源，风侧只保留了少量能力。判据：冷板只覆盖主芯片，内存、供电与光模块的热量仍走空气，那部分须按实际冷板覆盖清单核算。结论：运行后液冷侧余量充足而机柜仍报高温，缺口全在风侧。做错的代价：临时加装行级空调，占用了本已排满的机柜位。根子在于把液冷当成了全部。
动手做
交付物 · 取一个机房项目：① 列出该机房结构允许的末端形式，逐条写明被什么条件卡住；② 对两种可选形式各算一遍所需风量与可用送风温度；③ 如果同时上冷板，按设备的冷板覆盖清单估出风侧仍需承担的比例；④ 给出末端与冷源的组合建议，并说明它对自然冷却时数的影响。
常见误区
- 按液冷承担全部热量配冷源：冷板只覆盖一部分器件，剩余部分仍走空气
- 末端形式与冷源分开选：送风温度与自然冷却潜力是同一件事的两面，必须一起定
- 忽略机房结构的硬约束：既有机房的可选项常被层高、地板与柱网卡死
- 只比初投资不比运行能耗：分配精度低的形式往往在电费上补回来
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