機柜氣流和機柜設計是引導空氣最大限度改進冷卻效果的關鍵因素。但要確保最佳冷卻效果,還有一個關鍵因素,即空氣送風口與回風口設計。
上次拜訪時,胡教授指出“冷卻系統(tǒng)”在機房建設和運作時是十分關鍵的一個問題,并和張賓一起回顧了早期計算機機房熱交換冷卻系統(tǒng)及其發(fā)展。張賓之后查閱了一些資料,發(fā)現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心或網(wǎng)絡機房內安裝冷卻系統(tǒng)時,通常會出現(xiàn)一些問題,進而可能降低系統(tǒng)的可用性并提高成本。無意的疏忽會導致形成熱區(qū),降低容錯能力、效率和冷卻性能。為此,張賓再一次拜訪了胡教授。
張賓:數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡機房內冷卻系統(tǒng)為什么會存在問題?這些問題會帶來什么損失?
胡教授:多數(shù)數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡機房冷卻系統(tǒng)都存在各種基本的設計和配置缺陷,這可能導致無法獲得既定的冷卻性能,同時阻礙冷空氣的流通。在系統(tǒng)遠低于核定負載運行時,這個問題并不容易被發(fā)現(xiàn),但是,一旦IT設備的負載密度增加,當數(shù)據(jù)中心機柜的微環(huán)境接近其設計極限時,這個問題就會顯露出來。
低效冷卻性能除可能降低系統(tǒng)可用性外,還可能導致成本大幅增加。Lawrence Berkeley 國家實驗室和美國APC公司進行的研究顯示,在一個典型數(shù)據(jù)中心內,冷卻系統(tǒng)消耗的功率相當于整個IT負載消耗的功率。冷卻效率降低20%,便可能導致整個功率消耗增加8%,這對于一個使用壽命為10年的500kW數(shù)據(jù)中心而言,被浪費的電力成本約為70萬美元。
張賓:應對這個問題,有沒有解決的策略呢?
胡教授:下面我來重點介紹幾個常見缺陷和其引起的問題,利用相關的措施和策略,這個問題還是有解決的方式的。
一、機柜內的空氣流通
機柜通常被認為是一種機械支架,但它對于防止設備排出的熱氣短路循環(huán)進入設備進氣口至關重要。熱空氣將被輕微增壓,再加上設備進氣過程中的吸力,將可能導致熱空氣被重新吸入設備進氣口。氣流短路問題可能導致IT設備的溫度上升8攝氏度,其結果的影響要遠遠大于熱氣造成的影響。
機柜及其盲板提供了一個自然屏障,能夠顯著延長空氣再循環(huán)路徑的長度,進而減少進入設備進氣口的熱氣量。盡管所有主要的IT設備制造商均強烈建議使用盲板,但實際上90%或更高比例的數(shù)據(jù)中心都忽略了這一點。盲板可以改善機柜空氣流通效果,如圖所示。安裝盲板是一個極其簡單的流程,能夠以極低的成本應用于幾乎所有數(shù)據(jù)中心。
許多機柜配置均暴露出了一些缺陷,可造成與缺乏盲板類似的結果。采用標準機柜和盲板可以大幅減少氣流短路比例,并降低熱區(qū)的數(shù)量,提高系統(tǒng)可用性。
二、設備布局
設備的位置,特別是高功率設備的位置,可能顯著增加數(shù)據(jù)中心面臨的壓力。當高密度、高性能服務器被組合成一個或多個機柜時,便會出現(xiàn)高密度設備群。
這種情況可能導致數(shù)據(jù)中心容易出現(xiàn)熱區(qū),而且要求操作員要采取正確措施,諸如降低空氣溫度設定點,或添加機房專用空調設備等。這些措施進一步加劇了表1中總結的后果。
作者:董麗鳳
基于這些原因,就要求數(shù)據(jù)中心要盡可能地分散放置設備。分散放置設備不會受到光纖和以太網(wǎng)連接的影響。而且分散放置設備可以帶來可用性優(yōu)勢和成本的節(jié)約。
三、空氣送風口與回風口設計
機柜氣流和機柜設計是引導空氣最大限度改進冷卻效果的關鍵因素。但要確保最佳冷卻效果,還有一個關鍵因素,即空氣送風口與回風口設計。
這些通風口的位置不當會使機房專用空調的冷空氣在到達設備前與熱空氣相混合,從而引發(fā)上述各種性能問題和額外成本。
空氣送風口的關鍵在于將其置于盡可能靠近設備進風口處,將冷空氣限制在冷通道內。對于地板下空氣分布,意味著要將通風口置于冷通道內。柜空分配與活動地板分配系統(tǒng)一樣有效,但柜空分配的關鍵是要將通風口置于冷通道上部,而且這些通風口的設計必須要能引導空氣直接向下進入冷通道(而不是橫向進入擴散風口)。
在架空地板系統(tǒng)中,任何通風口若位于非運轉設備的位置,均應關閉,因為這些通風口會影響回風進入機房專用空調,從而降低其性能。
回風口的關鍵在于將其置于盡可能靠近設備排氣口的位置,并從熱通道收集熱空氣。在某些情況下,使用架空吊頂強制通風,這樣回風口便可輕松地與熱通道進行協(xié)調。當使用高敞開式整回風 天花板時,最好的方法是將機房專用空調的回風口置于天花板盡可能高的位置,并用管道系統(tǒng)展開回風口,以協(xié)調回風口與熱通道。
通過胡教授為張賓講解的數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡機房內冷卻系統(tǒng)常見的一些問題,可以得出:多種問題導致用戶需要對數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)進行進一步優(yōu)化,這些問題來源包括冷卻設備自身的設計和規(guī)范問題,以及整套系統(tǒng)向設備提供冷空氣的過程等。
業(yè)內網(wǎng)絡關鍵物理基礎設施全線產(chǎn)品提供商美國APC公司,推出的一系列與InfraStruXure(英飛集成系統(tǒng))兼容的模塊化制冷解決方案,可有效避免機房制冷設備的一些問題,并能實現(xiàn)高負載密度機柜中精確、可預測的冷卻系統(tǒng)。
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盲板對氣流短路循環(huán)的影響
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來源:賽迪網(wǎng)
通風設備網(wǎng):http://www.boshiwj.com





