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机柜内的空气流通影响机房制冷系统

责任编辑:精密空调厂家  发布时间:2014-04-10
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气流和机柜设计是引导空气最大限度改进冷却效果的关键因素。但要确保最佳冷却效果,还有一个关键因素,即空气送风口与回风口设计。

“冷却系统”在机房建设和运作时是十分关键的一个问题,但是在数据中心或网络机房内安装冷却系统时,通常会出现一些问题,进而可能降低系统的可用性并提高成本。无意的疏忽会导致形成热区,降低容错能力、效率和冷却性能。

那么数据中心和网络机房内冷却系统为什么会存在问题?这些问题会带来什么损失?

多数数据中心和网络机房冷却系统都存在各种基本的设计和配置缺陷,这可能导致无法获得既定的冷却性能,同时阻碍冷空气的流通。在系统远低于核定负载运行时,这个问题并不容易被发现,但是,一旦IT设备的负载密度增加,当数据中心机柜的微环境接近其设计极限时,这个问题就会显露出来。

低效冷却性能除可能降低系统可用性外,还可能导致成本大幅增加。LawrenceBerkeley国家实验室和美国APC企业进行的研究显示,在一个典型数据中心内,冷却系统消耗的功率相当于整个IT负载消耗的功率。冷却效率降低20%,便可能导致整个功率消耗增加8%,这对于一个使用寿命为10年的500kW数据中心而言,被浪费的电力成本约为70万美金。

应对这个问题,有没有解决的策略呢?

下面来重点先容几个常见缺陷和其引起的问题,利用相关的措施和策略,这个问题还是有解决的方式的。

一、机柜内的空气流通

机柜通常被认为是一种机械支架,但它对于防止设备排出的热气短路循环进入设备进气口至关重要。热空气将被轻微增压,再加上设备进气过程中的吸力,将可能导致热空气被重新吸入设备进气口。气流短路问题可能导致IT设备的温度上升8摄氏度,其结果的影响要远远大于热气造成的影响。

机柜及其盲板提供了一个自然屏障,能够显著延长空气再循环路径的长度,进而减少进入设备进气口的热气量。尽管所有主要的IT设备制造商均强烈建议使用盲板,但实际上90%或更高比例的数据中心都忽略了这一点。盲板可以改善机柜空气流通效果,安装盲板是一个极其简单的流程,能够以极低的成本应用于几乎所有数据中心。

许多机柜配置均暴露出了一些缺陷,可造成与缺乏盲板类似的结果。采用标准机柜和盲板可以大幅减少气流短路比例,并降低热区的数量,提高系统可用性。

二、设备布局

设备的位置,特别是高功率设备的位置,可能显著增加数据中心面临的压力。当高密度、高性能服务器被组合成一个或多个机柜时,便会出现高密度设备群。

这种情况可能导致数据中心容易出现热区,而且要求操作员要采取正确措施,诸如降低空气温度设定点,或添加机房专用空调设备等。这些措施进一步加剧了热点突出的后果。

基于这些原因,就要求数据中心要尽可能地分散放置设备。分散放置设备不会受到光纤和以太网连接的影响。而且分散放置设备可以带来可用性优势和成本的节约。

三、空气送风口与回风口设计

机柜气流和机柜设计是引导空气最大限度改进冷却效果的关键因素。但要确保最佳冷却效果,还有一个关键因素,即空气送风口与回风口设计。

这些通风口的位置不当会使机房专用空调的冷空气在到达设备前与热空气相混合,从而引发上述各种性能问题和额外成本。

空气送风口的关键在于将其置于尽可能靠近设备进风口处,将冷空气限制在冷通道内。对于地板下空气分布,意味着要将通风口置于冷通道内。柜空分配与活动地板分配系统一样有效,但柜空分配的关键是要将通风口置于冷通道上部,而且这些通风口的设计必须要能引导空气直接向下进入冷通道(而不是横向进入扩散风口)。

在架空地板系统中,任何通风口若位于非运转设备的位置,均应关闭,因为这些通风口会影响回风进入机房专用空调,从而降低其性能。

回风口的关键在于将其置于尽可能靠近设备排气口的位置,并从热通道收集热空气。在某些情况下,使用架空吊顶强制通风,这样回风口便可轻松地与热通道进行协调。当使用高敞开式整回风天花板时,最好的方法是将机房专用空调的回风口置于天花板尽可能高的位置,并用管道系统展开回风口,以协调回风口与热通道。

最后,通过上述数据中心和网络机房内冷却系统常见的一些问题,可以得出:多种问题导致用户需要对数据中心的冷却系统进行进一步优化,这些问题来源包括冷却设备自身的设计和规范问题,以及整套系统向设备提供冷空气的过程等。

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