從對數據中心內制冷單元運行勘測數據來看，發現有不少冷量由于沒有被有效利用而導致流失，這些冷量若被善加利用，可以有效改善數據中心制冷量并降低運營費用。冷量流失的根本原因在于房間級旁通氣流。

在數據中心領域，業界人士正不遺余力將氣流組織管理(AFM)解決方案作為一種提高運行可靠性、降低運營成本以改善制冷能力的方式進行推廣。

眾所周知，在高架地板上的電纜出口處安裝橡膠密封圈以及在機柜中沒有放置服務器的地方安裝盲板是消除熱點的有效方法。但是，在使用氣流組織管理(AFM)解決方案(如冷/熱通道封閉)之前，這一簡單的方法卻沒能得到足夠重視，很多數據中心經常忽略不做或者嫌麻煩，只做了很少一部分。

盡管目前有很多種氣流組織管理(AFM)和通道遏制解決方案，可對于大部分數據中心而言，數據中心內現有制冷量已經是所需制冷量的四倍，因此，在很大程度上，這些數據中心只需要通過合理規劃、改善氣流組織，就可以提高制冷效率，并能創造更多的潛在價值，只是這種優勢目前并未得到認可。

大家對旁通氣流有一個誤區，認為只要管理高架地板上開口、或者采用通道氣流遏制系統，就會消除旁通氣流。事實上，這些解決方案雖然解決了進風溫度問題，也會降低風扇的運行成本，但房間中旁通氣流的體積是保持不變的。檢測和糾正大家對于旁通氣流的全面認識，可以更好的解決這個問題。

旁通氣流的發展：

早在10年前， Uptime Institute就發表了第一篇關于旁通氣流的文章。在由 Uptime Institute和Upsite Technologies的工程師引導的這項研究中，對高架地板中旁路開口與固定開孔的比例進行量化(例如：風口地板等)。旁路氣流最早被提出就是以高架地板上的未經管理的各種開口作為研究領域的。雖然這些開口會產生旁通氣流，但它們并不是造成旁通氣流的原因。

旁通氣流是指從制冷單元出來的氣流，沒有通過IT設備就直接返回制冷單元的那部分氣流。此外，將多次通過IT設備的氣流定義為IT設備廢氣循環。對于數據中心內的氣流，最理想的情況是所有由制冷單元出來的氣流在返回之前，都正好一次通過IT設備。由制冷單元提供的任何大于IT設備消耗的氣流，形成了旁通氣流。

在最早的Uptime Institute研究表明，平均有60%的數據中心內的制冷量是通過未密封的電纜口以及設計過大的風口地板流失掉的。最近，Upsite Technologies針對45個數據中心進行的調研表明，平均48%的氣流都通過未密封的電纜出口和開孔率過大的風口地板中流失出去的。這些統計數據顯示在過去十年中，通過采用氣流組織管理方案(AFM)解決數據中心氣流問題之后的效果并沒有預期好。因此，需要對氣流組織(AFM)的基本原理有一個更全面、客觀的了解。例如，在Upsite研究的的數據中心中，有很多已經采用通道氣流遏制系統，卻沒有對地板下送風區域做好密封處理。

對旁通氣流的一些誤解

管理高架地板上的開口是十分必要的，因為經過冷卻處理的氣流只能是通過數據中心內的開口才會流失(風口地板或格柵風口板)。但是，對于管理高架高架地板開放區域到底有多少益處，卻存在幾個誤區。

業內有一個普遍的誤解：如果電纜出口被密封或者風口地板被適當的管理，旁通氣流量就會減少。這有可能會發生，但事實上，在大部分數據中心都存在過剩的制冷量。這些過剩的制冷量產生的氣流由于電纜出口被密封處理以及對風口地板的開孔率進行調節管理，會使旁通氣流轉移到冷通道。

下圖中的箭頭和數字表示數據中心內氣流移動的數量與方向。為了大家看清楚，這張圖簡化機柜和冷卻單元的數量，但是該比率可應用于具有許多冷卻單元以及多列機柜的房間。

　　圖1: 典型氣流量

圖1顯示沒有對高架高架地板開放區域管理的典型的數據中心。制冷單元提供10個單元的冷卻氣流量。未密封的電纜出口共釋放出6個單位的冷卻氣流量，并在冷通道的風口地板釋放出4個單位的冷卻氣流量，這也就是意味著IT設備總共消耗了4個單位的冷卻氣流量。在這種情況下，風口地板釋放出的氣流量等于IT設備消耗的氣流量。數據中心內唯一的旁通氣流是從未密封的電纜出口處流失的氣流。

　　圖2：密封高架高架地板后的氣流

圖2顯示高架地板開放區域得到完全密封處理后的情況。

現在，從未密封的電纜出口流失出去的6個單位的氣流也從冷通道中送風口出來。因此，來自制冷單元的10個單位的制冷量都送達到冷通道，但由于IT設備只需要4個單位的制冷量，所以剩下的6個單位的冷量作為旁通氣流離開冷通道。該示例表明，改變制冷單元制冷量是改變機房內旁通氣流量的方法之一。

還有一個誤解是密封電纜出口和其它原因導致的旁通氣流導致制冷單元回風溫度升高，從而提高制冷單元使用效率。

如圖所示，消除旁路氣流方式之一是密封好高架地板上電纜開口;與此同時，這么做可以增加風口地板以及格柵風口地板送風量以及消除機柜內部熱點，增加IT設備制冷量，但回風溫度卻不變。制冷單元的回風溫度，以及它的效率和容制冷量，都取決于送風量、熱負荷，以及自動恒溫恒濕裝置下設定的回風溫度。

因此，提高制冷單元回風溫度設定值是提高制冷單元效率和制冷量以及實現氣流組織管理成果的全部益處的唯一方法。

許多數據中心已經實施了氣流組織管理方案，并看到了如下優勢:

l 提高IT機柜進風溫度

l 提高IT設備可靠性

l 增加風口地板送風量

然而，這些數據中心中的大部分還沒有改變制冷單元回風溫度的設定值，降低風扇轉速，或關閉過量的制冷單元。他們并沒有意識到這么做帶來的潛在的價值：

l 提高制冷單元效率

l 增加制冷單的制冷量

l 降低運營費用

改善旁通氣流的四個步驟：

通過全面了解旁通氣流界定和來源，數據中心管理人員可以從中發現增加制冷量和降低運營成本的重要機會。這可以歸結為四個步驟。

備注：為確保IT設備不受高溫影響而導致宕機，作為優化制冷系統的一部分，在對IT設備實時監控的同時，也要重視對氣流組織以及制冷系統的基礎設施的優化，從而更有效的保證設備正常運行。數據中心制冷量系數(CCF)取決于許多因素，例如(但不限于以下因素)：制冷單元規格(尺寸)、制冷單元數量和位置、數據中心整體規劃、熱負荷分配、高架高架地板高度及頂板高度。

第一步：

測量數據中心內CCF值(冷卻容量系數)，獲得改善制冷系統的第一手數據。如果制冷單元具有定速風扇，或風扇正全速運行，那么CCF就是數據中心內旁通氣流值。CCF值等于總制冷量(千瓦)除以110%IT關鍵負載(千瓦)。一旦明確數據中心CCF值，就可以采取適當方式對制冷系統進行調整，改善氣流組織。

第二步

改善氣流組織,做好三件事。這三件事，用英文來講，就是三個R，：1.Raised floor(提高高架地板高度)，2.Rack(機柜氣流管理)，3.然后Row(行間氣流管理)。(建議按此順序改造氣流組織)

⒈管理高架地板板上、地板下開放區域：密封電纜出口和對地板開孔位置進行處理;檢查地板下周圍墻壁是否有未做密封處理的開孔或穿洞;密封這些穿孔需用防火材料。

⒉對IT機柜內進風口位置(機柜正面)垂直面的所有開放區域進行密封處理。為機柜安裝盲板，對機柜底部空隙做好密封，安裝機柜側板。

⒊填充未放置IT機柜的空間或機柜間的空隙。當機柜密度足夠高或者想要得到更高效率的時候，封閉冷通道/熱通道一種選擇。

第三步

接下來，改變制冷基礎設施

l 提高制冷單元回風溫度設定值。將設定值提高,不超過IT設備進風溫度的最高值。

l 關閉過剩的制冷單元，或降低變頻制冷單元的風扇轉速，如風扇不是變頻的，建議更換為變頻風扇。。

第四步

最后，確認以上步驟是否都做到，確認制冷系統已進行優化。

在對制冷單元重新設定進風溫度、回風溫度后，可能需要調節風口地板以及格柵風口地板的數量和位置， 從而使IT設備進風溫度低。

管理氣流組織最終目標是盡可能提高制冷單元溫度設定值，盡可能運行更少的制冷單元，或能降低風扇轉速，而使IT設備的進風溫度超過最高值。請記住，對制冷單元設置冗余是很必要的，以便當制冷單元出現故障時，有足夠的制冷量來支持負載。配置多少冗余制冷單元的數量取決于很多因素，比如：高架地板的高度，地板下面的障礙物，機柜的布置，氣流組織管理的有效性，數據中心負載的變化，房間規格等。

此外，通過氣流組織管理方案氣流得到改善后，將可能提高制冷單元溫度設定值或者進一步降低風扇轉速。例如，徹底檢查和調整風口地板的數量和位置后，可以將溫度設定值提高幾度。接著，再安裝盲板，等填充機柜行間空隙后，可將制冷單元溫度設定值再提高幾度。

結論

基于目前數據中心冗余制冷容量的數據，運營商和管理人員經常面臨著挑戰，要量化數據中心內旁通氣流和制冷量過剩的問題。事實上，旁通氣流問題在整個行業是十分普遍的。

解決方案的范圍從密封墊圈和盲板到封閉冷、熱通道方案都是必要的改善措施，但是，為了通過提高制冷量中實現更大的經濟效益，需要在制冷基礎設施中進行改變：更改制冷單元溫度設定值、降低風扇轉速或關閉過剩的制冷單元。

如果旁通氣流沒有被看作數據中心高架地板中的微不足道的打洞或者開孔的話，它應該能夠被業界更多專業人士認同，同時會有機會會被量化，從而能更好為改善制冷系統，降低運營費用做出貢獻。