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控制數據中心制冷系統成本

責任編輯：jackye 作者：CC編譯 |來源：企業網D1Net 2017-07-03 11:16:03 本文摘自：機房360

通過氣流管理實現更高效的冷卻：

數據中心的總電力負荷的40-50%是由冷卻設備產生的，這并不罕見。這大概與用于供應IT設備本身的能量分數大致相同。冷卻設備的功耗主導著關鍵的基礎設施能源使用，像UPS效率低，電纜損耗和照明方面的問題。

因此，希望改善其PUE的數據中心所有者在邏輯上應首先尋找冷卻系統中減少浪費的機會。

在采用最新、最偉大的組件技術方面——改善壓縮系統的容量控制，電子換向電機，變速驅動器等，無疑對降低現代數據中心的PUE是有益的。然而，由于氣流管理問題，許多現有數據中心的運行效率依然低下。一般來說，旁路氣流是問題的根源。

通過以上數據，做一個簡單的實驗，將數據中心的所有CRAC或CRAH空調CFM中的總氣流量匯總起來。如果您不了解冷卻裝置上的CFM規格，請使用諸如550 CFM /噸冷卻水平的縮略規則進行粗略估計。然后，用等式估算你的風冷IT設備CFM;

現在比較兩個氣流速率數字。總冷卻單元CFM超過IT CFM的數量代表了您的效率權利。從效率的角度來看，5-10%的盈余是優秀的，50%是壞的。

剩余是額外的氣流，通過幾種方式在消耗成本，但在理論上其實是不需要的。不幸的是，補救措施并不像在兩個數字匹配之前關閉幾個冷卻單元一樣簡單。由于不完全耦合的冷卻，通常情況下，隨著剩余冷卻能力的降低，有可能會形成熱點。換句話說，只是因為我們將冷卻系統的氣流速度與IT氣流速度相匹配，這并不意味著旁路氣流不再存在。

旁路氣流繞過氣流的影響，當冷卻空氣返回到空調而沒有通過任何IT設備和熱排氣返回到IT設備而不重新冷卻時，就會產生熱空氣。

這就是氣流組織管理和Upsite Technologies的使命科學來解決這個問題。為了節省來自減少過剩氣流的節省，必須特別注意控制剩余氣流的傳送位置。設備設計允許我們超過這種氣流的控制程度決定了冷卻系統氣流速率與IT氣流速率的匹配程度。

人們可以想象出一種極端的情況，即一排機架的集合入口和出口可以通過密封的供應和返回管道以完全相等的流量直接耦合到周邊空調。雖然這種情況將允許完美的CFM匹配，沒有旁路氣流，它缺乏實用性，是不靈活和昂貴的。

考慮一個裝有房間級的空調的房間，提高地板高度。

假設為了討論，機架深度一致。實現機架面對面排放, 精密空調對著冷通道，從冷通道中送冷氣流，從熱通道中返回熱空氣流，這些效果通過將這些空調與熱通道對準并使其與冷通道對準相一致而有所減輕，但是在一定程度上仍然存在未被引導的返回系統。

類似地，如下圖，精密空調沒有放在機架冷通道的位置，這樣排放傾向于鼓勵熱空氣旁路流動。空氣運動是因為壓力不同而造成的。空調回風空氣產生低壓區域，因此它成為任何可用氣流的出口。由于它們的位置，往往會在機架頂部吸熱氣流。氣流經過的每一列機架都是另一列機架機會，讓它在沒有冷卻的情況下被吸引到IT設備中。

通過在電纜的插入中密封泄漏，使凸起的地板保持良好的密封性能。由于布線方便，電纜孔常常位于位于熱通道中，而不是冷通道。

將冷空氣泄漏到熱通道中是旁路氣流，并且不利于降低排氣流的不良影響，無論從熱通道到空調返回的耦合程度如何。在一些案例中，一個或更多的空機柜被部署在它們最終會容納的IT設備的前面

這可能導致在機架中形成大部分“透明”的氣流。隨著機架排列的自然邊界缺失，傳統的“熱通道冷通道”房間布局在一些地區有效地成為劣質的“背對背”布局。重要的是通過在每個未使用的U空間中安裝擋板來防止這種旁路氣流。

類似地，任何可能允許氣流在機架中從后向前流動的其它孔應該被密封。這些可能包括軌道一側的空間(特別是在一些較寬的網絡機架中)，在某些情況下可能包括最高和最低U空間之上和之下的空間。安裝盲板后已經在高壓差下進行泄漏測試，以確保最佳的內部機架旁路氣流密封。

最終，回風氣流返回后，解決方案專注于在氣流從機柜出來并進入熱通道后被正確引導回風。在這個階段，旁路氣流問題可能包括在機架下方，機架之間，行列頂部和圍繞通道末端纏繞的空氣。

機架下方的區域是從機架框架的底部和地板之間的間隙產生的，因為大多數機架具有將框架在地板上提升一英寸或兩英寸的腳或腳輪。當機架制造商的設計不允許零間隙機架間距或機架寬度略小于24“時，相鄰機架之間的開放面積會導致，但是仍然使用24”間距，以便保持機架與地板對齊。在機架和機架下間隙之間往往較窄，它們也很長。總的來說，這些間隙可以在可能發生旁路氣流的熱通道和冷通道之間增加多達幾平方英尺的開放面積。

數據中心之間的安全擴展，將有助于恢復熱通道/冷通道布局和熱或冷通道遏制的完整性。控制機架周圍的旁路氣流在沒有回流空氣冷卻系統的數據中心中，熱空氣旁路流過機架頂部和排列末端的問題非常普遍。本文中給出的的解決方案，其簡單性和低成本是前所未有的。雖然全通道遏制解決方案在新的數據中心中實現極高的功率密度，但由于兼容性和操作連續性問題，在現有數據中心進行改造往往不實用。

解決方案由專門設計的盲板組合而成，旨在將排出的熱氣流轉向旁路氣流漏洞并轉向更安全的返回氣流通道。

為了防止氣流在回風過程中重新進入冷通道，鉸接部分盲板安裝于冷通道的盡頭。這些可移動盲板可以將IT設備屏蔽在行中的最后一個機架的上部，從而在熱回流空氣通過時吸入。