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通信機房氣流組織形式

發布時間:2019-09-23

1、數據中心冷卻存在的問題
        目前氣流組織是數據中心冷卻的首要問題,如果規劃不好,就會導致機房過熱和空調的低效。

2、通信機房氣流組織
        這是數據機房規劃和設計的重點和難點,氣流組織的產生、氣流組織的配送和氣流組織的返回都要合理,一個高效且有著良好氣流組織的IDC機房是規劃和設計出來的,而不是靠后期改造出來的。對于一個新建的IDC,從有利于氣流組織的角度出發,如新建的數據機房空調應該是下送風方式,并通過冷熱風道進行分離。目前的送風方式有上送下回、側送側回、上送上回及下送上回等多種方式,但是下送風方式比上送風更有利于機房的氣流組織和提高送風效率。冷熱通道分離是指各個機柜服務器均以面對面、背靠背的方式進行布置。冷熱氣流組織隔離后氣流組織更合理,而且增大送風和回風之間的溫差,從而提高機房空調機組的效率。目前的研究表明,在達到相同制冷效果的前提下,下送風所需風量比上送風所需風量小,這也就說明下送上回式風比上送下回氣流組織的效率更高。
        目前,冷熱通道分離成為一個熱門做法,被普遍應用,各機柜以面對面和背靠背成排的方式進行布置,冷風道配置開口地板,熱風通道沒有開口地板,冷空氣從開口地板進入兩排柜子中間,形成冷通道(又稱為冷池),冷風經過服務器,進入熱風通道(又稱為熱池),冷熱通道之間達到一定程度的隔離。
        但是從實際情況來看,僅僅這樣還是不夠的,在機柜的頂部和整列機柜的頭尾處,送風和回風的混合還是存在的。如果能夠進行冷通道或者熱通道的封閉,那氣流組織就會更理想。
        1. 冷通道封閉
        各機柜以面對面成排方式布置,在冷通道上機柜的頂部和整列機柜的兩端進行封閉,從而實現冷透道降耗減排的封閉,通過約束機房空調送出的制冷風量,避免冷氣流在輸送過程發生泄漏和混風,讓冷氣流直接進入數據設備,并充分冷卻數據設備,并讓帶走數據設備熱量的熱氣流順利返回到機房空調。
        由于冷通道封閉約束的是機房空調送出的冷氣流,因此我們常稱為精確送風,冷氣流直接冷卻設備,消除以往“先冷環境,再冷設備”導致混風嚴重的缺點,解決了機房內局部過熱問題,提高了空調利用效率、降低了機房能耗。

        需要注意的是,整個數據機房內的所有冷通道都必須被密閉,這樣才可以體現封閉的優勢,僅僅封閉機房內的部分冷通道沒有太多的作用和意義,因為在沒有封閉的地方,跑出的冷風都可以與熱風混合從而抵消預期的節能效果。封閉冷通道后,空調的送回風溫度均可以提升,使制冷系統在高效情況下運行。
        但是在實際運行情況下,冷通道被封閉后,整個機房除冷通道,外其余的空氣溫度會變得更熱,都屬于高溫區,溫度將在30~40℃。一年內絕大部分時間的室外空氣溫度低于機房的熱通道溫度,因此機房外墻建議不進行保溫處理。而且在這種高溫下,用戶會以為空調發生故障,即使事先溝通,知道該情況機房空調未發生故障,進入機房巡視的人也會感覺很不舒服,因此要和用戶充分溝通,讓他們認識并接受這種觀念。否則用戶就會要求降低空調設置溫度,這樣一來,節省下來的能量又回去了。
        2. 熱通道封閉
        熱通道封閉即各機柜以面對面成排方式布置,在熱通道上機柜的頂部和整列機柜的兩端進行封閉,以管道或者天花板的形式把熱風引回空調機組內,這樣送風與回風之間也實現了隔離。
        熱通道封閉是對設備排出的熱風通道進行封閉,也就是空調的回風氣流,因此可以稱為精確回風。

        由于冷風送到整個機房,機房處于一個較平均的溫度水平,而熱通道能夠保持較高的溫度。現有資料顯示:在典型的高熱機房中,服務器熱風和機房室溫的溫差一般在17℃ 左右。如果機房溫度按 ASHRAE TC9.9要求保持在22℃,那么17℃ 的溫差可以使服務器的排風溫度達到39℃。但在實際的熱風封閉系統中,制冷機組的送風量往往會比服務器的需求量多,而且會有少量的機房空氣進入熱通道,這樣導致回風溫度略有下降,但仍然達到38℃,這樣高的回風溫度使得與制冷盤管的熱交換更充分,制冷設備利用率更好,總效率也更高。回風溫度的提高對制冷機組制冷量的影響適用于幾乎所有的空調,所有的制冷系統在回風溫度較高時都將具有更大的制冷量。
        3. 通道封閉需要考慮的因素
        (1)通道封閉會增加建設成本。在機柜的前方和后方安裝密封盲板均會增加成本。
        (2)通道封閉會造成回風溫度升高。密封越好,空調的回風溫度越高,要關注空調設備和用戶工作環境溫度的運行限制。
        (3)通道封閉要不影響到現有的消防系統。在對冷熱通道封閉的過程中,會對消防系統產生影響,一且發生火災,消防氣體不容易進入封閉的通道內,影響消防系統的使用,針對這種情況,某通信的技術人員在IDC中心采用了可以自動敞開的柜頂,在柜頂安裝有電磁鐵,正常情況下,電磁閥線圈得電,吸住柜頂擋板;電磁線圈和消防聯動,一旦發生火災,電磁線圈失電,柜頂擋板在重力的作用下自動打開,冷通道從封閉模式變成敞開模式。這樣做帶來兩個好處,一個是解決了消防問題,另一個是和市電聯動,在市電中斷過程中,敞開的通道可以延長服務器的宕機時間。


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