数据中心的能耗随着互联网技术的发展日益增加,这对数据中心的散热系统提出了更大的挑战。现如今可以归纳总结出三种数据中心的冷却方案,分别是以精密空调系统为代表的房间级制冷方案;以列间空调系统为代表的行级制冷方案;以机架空调系统为代表的机柜级制冷方案。其中,机柜级制冷方案具有送风距离短、冷量利用率高、易于规划等特点得到广泛的使用。本文针对某公司设计的机架空调,首先建立详细的计算模型并对其在机柜内的运行情况进行模拟。数值模拟结果发现,机架空调的出风温度过高,达到53.6℃。分析得知是由于机架空调中换热器与回风口相对位置设计不合理导致的,造成换热器冷却风量不均匀,背面换热器冷却风量过大,侧面换热器冷却风量过小,进而影响了换热器的冷却效率,最终导致机架空调出风温度过高。其次对于机架空调换热器风量分布不均匀的问题,提出在机架空调侧面加开回风口以及将L型换热器换成V型换热器两种方案。模拟研究发现,这两种优化方案都能解决换热器风量分配不均匀的问题。机架空调出风温度相比没有优化前降低约64.5%。机柜内服务器处在合理的运行环境中。最后利用回风口优化后的机架空调模型,模拟分析机柜盲板以及机架空调在机柜中的位置对机架空调运行效果的影响,研究发现:(1)安装盲板能够有效阻挡服务器排出的热风回流进服务器的进风口,避免了冷热气流掺混。IOM指标可以用于机柜内热环境的评价,计算发现安装盲板的机柜IOM值远低于不安装盲板的机柜。(2)机柜内送风区域过小(如工况A),会导致下部服务器的进风量小,排风温度高;中上部服务器的进风量大,排风温度低。机柜内送风区域过大(如工况D),会导致下部服务器的进风量大,排风温度低;中上部服务器的进风量小,排风温度高。(3)机柜内回风区域过小(如工况D),会导致空调侧面回风口回风量较大,背面回风口回风量较小,使得换热器进风量不均匀,换热效率降低,换热器出风温度升高。(4)机架空调靠近机柜前后门板会导致气流环路阻抗增大,风机压降增大、风量减小、能耗上升。B、C工况下,风机的能耗相比A、D工况要低27.4%。