本文来自微信公众号“数据中心运维管理”。
1.空调利用率分析
在运维中，低能效往往是由于空调利用率过低或冗余过高导致的。当进行空调利用率以及节能分析、空调关停和冗余等方案分析时，可模拟关停或控制部分参数，来判断是否依然能保障运行。
对于相同的建筑结构可以采用不同的空调布置方案，如采用单侧空调或者双侧空调。对于具有相同建筑面积的房间，单侧空调布置可大大节省建筑空间，同时可以多布置一些IT设备，还能减少初期空调的投资成本，但是需要考虑这样的设计在实际情况下IT设备的安全问题。在图6所示案例中，图6(a)的机柜最大进口温度低于图6(b)的进口温度，单侧空调布置的时候大部分机柜最高温度超过了30°C，显然这种方案不应被采纳。
图7为不同方案温度分布图，图7(a)为冗余方式"5+1"方案，图7(b)为冗余方式"3+3"方案，从中可以看出"3+3"的冗余方式比较好，不仅房间内的温度较低，而且更为节能。
2.空调室外机热环境分析
当数据中心设置风冷空调（尤其是普通专用空调）时，往往在屋顶或外墙布置大量散热器。这些散热器的散热效果受室外温度的影响巨大，若存在局部窝风等问题，容易导致冷凝器温度过高。因此，要定期结合室外气象进行模拟，分析哪些散热器需要被特别关注和控制。
进行室外热环境分析时，需要考虑户外环境温度、太阳辐射以及风速等因素对冷却设备散热效果的影响，同时也要注意对室外机布局方案进行相关验证。进行室外机热环境分析的主要目的是分析室外机不同的布置形式是否会产生局部热岛效应，其评价的标准为外机入口的返混率以及机型的风冷形式。同时，在进行外机模拟时需要预先设置冬季或夏季的外部环境条件，还要考虑模型地点、太阳辐射和季风等因素的影响。户外热环境分析模拟示意如图8所示。
在CFD软件中设置外机用空调的详细模型，添加换热器和风机等主要部件，并且将换热器设置成蒸发器，通过设置冷却剂的温度（冷凝温度）来具体表示换热器的冷凝能力。
对于室外机的模拟，其关键在于设置换热器冷却剂温度和风扇风量，并保证外机可以以最大负荷进行工作，同时外机排热量通过进出风温差和流量来具体确定。图9为室外机温度分布模拟结果，红色外机的进口温度较高，有出现局部热岛效应的可能性。
3.冷却塔的散热分析
冷却塔通常布置在楼顶或地面等通风条件良好的室外，要求进风口与排风口能够保持通畅。冷却塔的运行原理是用室外的空气冷却从空调流回的冷却水，冷却水与空气进行直接的接触，并通过蒸发和对流的方式把冷却水的热量散发到大气中去。其中，冷却塔运行的性能直接影响空调系统整体的运行效果，冷却塔的布局和安装方式也会影响冷却塔本身的性能。
冷却塔外部的风环境评价主要是评价实际运行时塔外的风场情况，需判断是否存在局部涡流，并需了解冷却塔进风口的气流状况，可以用返混率指标来评价冷却塔热回流情况。图10是某项目冷却塔的CFD模拟结果，从图中可以看出，底部和顶部冷却塔间黄色部分代表的温度较高，返混率较大。
4.水力系统的日常模拟
水力系统在日常输配过程中，容易出现混水和小温差等问题，因此会影响免费冷却的使用或增加水泵能耗。在日常运维中，除了对温度及流量进行监测，还要结合监测数据对各末端和管网的输配情况进行模拟。结合各机房的IT用电量，分析管网是否在合理工况下运行，并进行优化。
对于复杂的水力或者风管系统，可以参照图11的1D流体网络绘制管路系统图，然后将1D流体网络进行数字挛生输出3D仿真模型。可以将图12的机房外部与空气处理机组相连的管路系统简化为类似图11的1D流体网络。该简化方法不仅降低了模型的复杂程度，同时还可以得到管路系统的流量分配与管路压降等多种模拟结果。
