摘要：同樣，如果使用一款省煤器來將散熱排出到室外，那么較高的室溫和相應(yīng)較高的冷卻水回路溫度通常相當于獲得更多的“免費自然冷卻”小時數(shù)。
使用節(jié)能器時可獲得更多的免費自然冷卻時間
同樣，如果使用一款省煤器來將散熱排出到室外，那么較高的室溫和相應(yīng)較高的冷卻水回路溫度通常相當于獲得更多的“免費自然冷卻”小時數(shù)。
下表3對傳統(tǒng)的熱通道/冷通道配置與各種省煤器配合使用時的運行條件進行了比較。此場景基于一款CPI管道排氣柜：帶有垂直排氣管系統(tǒng)的F系列TeraFrame機柜。請注意，管道排風(fēng)柜的供氣溫度(第二排)是20°F(11.1°C)，但仍在ASHRAE準則建議的64.4°F至80.6°F(18°C至27°C )的范圍內(nèi)。另外，在有和沒有密封遏制系統(tǒng)的不同情況下，室外空氣溫度(最后一行)有顯著的差異。(室外空氣溫度是使用節(jié)能器的溫度門檻)。因此，在大多數(shù)地方，結(jié)合使用節(jié)約裝置和省煤器可以轉(zhuǎn)化為一年內(nèi)更多的“免費自然冷卻”的時間，從而減少了更多需要機械冷卻的時間。
注意：室內(nèi)空氣溫度是設(shè)備進氣口的溫度。供氣溫度是CRAC / CRAH供氣口的溫度。冷凍水溫度是產(chǎn)生所需供氣溫度所需的水溫。室外空氣溫度是使用省煤器來實現(xiàn) “免費自然冷卻”時所需達到的室外空氣溫度。蒸發(fā)式節(jié)能器溫度為濕球溫度;所有其他溫度是干球溫度。
表3：與各種省煤器配合使用時，傳統(tǒng)的熱通道/冷通道配置的預(yù)計運行條件和密封遏制情況。
數(shù)據(jù)中心站店可用的“免費自然冷卻”的小時數(shù)取決于其選址所處的地點(典型的天氣條件)，省煤器類型和運行參數(shù)等因素。無論如何，使用節(jié)能器與密封遏制系統(tǒng)將增加“免費自然冷卻”小時數(shù)，并相應(yīng)的帶來成本的節(jié)省。此外，實施密封遏制系統(tǒng)使得數(shù)據(jù)中心可以在更多地點使用省煤器作為實際機械冷卻的替代方案。
降低PUE值
由TGG所發(fā)布的PUE值是用于衡量數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施能效的度量指標，其是比較一處數(shù)據(jù)中心站點總能耗量與用于IT設(shè)備能源消耗量的比率。本文所述的冷卻系統(tǒng)的調(diào)整所帶來的綜合影響，通過實施一套完整的密封遏制系統(tǒng)成為可能，從而導(dǎo)致了數(shù)據(jù)中心整體能源成本的降低，進而降低了PUE值。
包括政府機構(gòu)在內(nèi)的許多企業(yè)組織機構(gòu)現(xiàn)在都有具體的PUE目標。例如，2016年3月，美國政府宣布聯(lián)邦政府數(shù)據(jù)中心的現(xiàn)有相關(guān)設(shè)施必須執(zhí)行低于1.5的PUE值，而新建的數(shù)據(jù)中心則必須達到1.4或更低的PUE值。中國的制造業(yè)中心之一北京市則禁止在該市內(nèi)運營所有PUE值超過1.5的數(shù)據(jù)中心。
降低費用開銷，提高容量能力，實現(xiàn)更高的能源效率
對于現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的設(shè)備安裝而言，使用密封遏制系統(tǒng)進行有效的氣流管理可帶來兩方面的好處：
通過降低為數(shù)據(jù)中心環(huán)境提供散熱所需的功耗，從而降低運營支出(OpEx)。反過來，使得PUE值受到了有利的影響。
其允許數(shù)據(jù)中心運營人員們得以能夠增加數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器的容量。只要數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的冷熱氣流、以及必要的電力、冷卻和氣流之間是完全隔離的，那么，在較高溫度下運行高密度服務(wù)器負載，同時為服務(wù)器提供足夠的冷卻，以防止過熱和停機中斷就是可行的。
對于新的安裝來說，構(gòu)建數(shù)據(jù)中心方面需要一項額外的資本支出(CapEx)方面的節(jié)省。設(shè)計適當?shù)臍饬骺刂撇呗裕瑥亩祟~外的冷卻裝置和活動地板開銷。
圖3：將該數(shù)據(jù)中心的四排水平排列的高密度機柜轉(zhuǎn)換成帶有垂直排氣管道的導(dǎo)管排氣柜，結(jié)果消除了超過一半的冷卻水冷卻單元。資料來源：Chatsworth Products公司使用TileFlow所創(chuàng)建的CFD模型。
上圖3顯示了一處數(shù)據(jù)中心的布局，其使用管道式排氣回風(fēng)密封遏制進行建模。兩排水平排列機柜的平均負載為8千瓦，還有兩排較長的水平排列的機柜負載較高，平均平均負載為16千瓦左右。垂直排列的要么是低密度的機柜(每臺機柜2千瓦至2.5千瓦)或連接的機架。8千瓦和16千瓦機柜被引導(dǎo)到吊頂回風(fēng)空間，在低密度機柜的熱通道上方增加了天花板格柵，以防止操作機房內(nèi)的空氣再循環(huán)。
這種布局消除了高密度機柜中嚴重的熱點，并將回風(fēng)溫度提高到足以提高CRAC效率的水平。因此，數(shù)據(jù)中心的操作運營人員們能夠?qū)⒋谁h(huán)境中的CRAC單元的數(shù)量從十二臺減少到七臺，請參見下表4。(操作機房內(nèi)有兩臺休眠CRAC單元，以確保冷卻系統(tǒng)的冗余。)
表4：將上圖3所示的數(shù)據(jù)中心內(nèi)的高密度機柜轉(zhuǎn)換成管式排氣柜后，可省去幾乎一半的冷凍水冷卻單元。資料來源：Chatsworth Products公司使用TileFlow所創(chuàng)建的CFD模型。
由于采用了密封遏制系統(tǒng)，該空間的暖通空調(diào)能源需求每年減少了70萬千瓦小時。而且，這還是在使用節(jié)能器進一步帶來額外的能源節(jié)約之前。該數(shù)據(jù)中心空間實際熱負荷為800kW，每年的電力成本節(jié)約超過60,000美元，再加上因減少了所需的CRAC單元的數(shù)量所帶來的額外資本節(jié)省，以及四排機柜上垂直排氣管道的額外成本節(jié)省。
結(jié)論
通過完全隔離熱通道和冷通道實現(xiàn)的有效的氣流密封遏制為數(shù)據(jù)中心帶來了諸多方面的好處，其中包括：
在操作機房內(nèi)的供氣溫度可以升高至ASHRAE指南所建議的64.4至80.6°F(18°C至27°C)的范圍。
通過向設(shè)備返回更高溫度的排氣，可以提高冷凍水冷卻設(shè)備的能效。 這導(dǎo)致冷卻設(shè)備能夠生產(chǎn)更多的冷卻能力，而無需增加功率水平來提供冷卻。
當數(shù)據(jù)中心操作空間內(nèi)的空氣溫度提升時，可以將冷凍水回路中的冷凝水的溫度升高到65°F (18.3°C)左右。
如果冷凝器水溫升高到65°F(18.3°C)，則當外界溫度低于60°F(15.6°C)時，省煤器可以提供“免費自然冷卻”。這增加了大部分地區(qū)數(shù)據(jù)中心的“免費自然冷卻”的時長。
當節(jié)能器向數(shù)據(jù)中心提供“免費自然冷卻”時，冷卻器可以關(guān)閉，進而節(jié)省電力資源。
在現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心實施安裝時，通過降低為數(shù)據(jù)中心環(huán)境提供散熱所需的功耗，密封遏制系統(tǒng)可以有助于降低運營支出(OpEx)。
在對新建的數(shù)據(jù)中心實施安裝時，密封遏制系統(tǒng)可以通過減少一些冷卻系統(tǒng)部件的規(guī)模尺寸大小來降低資本投資(CapEx)，并且無需購買額外的冷卻單元，包括運行單元的相關(guān)能源成本，或活動地板環(huán)境的成本。
密封遏制系統(tǒng)允許數(shù)據(jù)中心運營人員們增加數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器的容量，同時仍然能夠提供充足的散熱。
通過改進散熱性能和功耗，PUE值可以大大降低，以達到企業(yè)組織的目標和最新的監(jiān)管法規(guī)要求。
雖然本文主要關(guān)注于數(shù)據(jù)中心的冷凍水解決方案方面，但在部署密封解決方案時，制冷劑(DX)冷卻解決方案也可以節(jié)省更多的冷卻成本。制冷劑冷卻系統(tǒng)也可配置省煤器，以增加冷卻成本的節(jié)省。
部署實施密封遏制系統(tǒng)的確切結(jié)果將因每處數(shù)據(jù)中心站點的具體情況而異。且其整體表現(xiàn)、系統(tǒng)的初始成本(CapEx)、預(yù)計的運營成本(OpEx)、以及由此產(chǎn)生的節(jié)省和投資回報也會有所不同。
京公網(wǎng)安備 11010502049343號