保持機房內環境的恒溫恒濕離不開空調,當然那些處于特定物理環境的除外,這些數據中心利用自然條件進行自然散熱,絕大部分的數據中心都是需要利用空調來保持恒溫恒濕環境。我們在家里使用空調不難發現,雖然一個屋子里隨著空調的開啟,慢慢整體變得涼快起來了,但站在空調的出風口處,還是能感到比其它地方要涼,其實空氣溫度傳導速度是比較慢的,所以在屋子里面,部分位置的溫度會有差別。數據中心的機房面積可比家里大得多,這時在機房里簡單地放置幾臺空調是無法滿足的,必須要進行通風系統設計,設計通風通道。讓機房內的冷熱空氣有序循環起來,這樣才能達到恒溫恒濕的目的,也使得機房內的熱交換效果最高,節約數據中心能耗,要知道數據中心的能耗中,空調部分一般就占了三分之一,那讓我們看看數據中心內部有哪些通風方式。數據中心機房內部,按照送、回風口布置位置和形式的不同,可以有各種各樣的通風形式,大致可以歸納為以下五種:上送下回、側送側回、中送上下回、上送上回及下送上回。
上送下回指的是冷氣從機房上面注入,熱氣從下面地板帶走,這種方式在日常的辦公寫字樓都是這種。屋頂有多個進風口,不斷將冷空氣注入,給室內降溫,不過辦公室的地板下一般不會有通風口,所以熱風還是要通過空調帶走。在數據中心機房內,地板都是由很多塊孔板組成的,方便將熱量從地板帶走。這種方式送風經過頂棚上的空調風口往下送冷空氣,至室內先與機房內的空氣混合,通過設備自帶的風機,再進入需送風冷卻的設備。不過我們知道這樣一個常識,就是空氣隨著溫度的升高而密度會變小,這樣熱空氣會變輕,熱空氣會慢慢向上聚積而不是向下,這樣熱空氣不容易從下部出去,影響散熱效果。所以這種方式,要想達到散熱效果,必須要加大上面送入冷空氣的力度,從而使得能源消耗較大。因此上送下回方式適宜在機房面積不大于100m2,散熱量較小的中小型數據中心使用,在大型的數據中心機房,效果并不理想。
側送側回的冷氣是通過機房的側墻上橫向送入,氣流吹對面墻上轉折下落到機柜區以較低速度流過機柜,再由布置在同側的回風口送出。根據機房內部兩側墻面跨度大小,可以布置成單側回和雙側送雙側回。由于送風射流在到達機柜之前,已與房間空氣進行了比較充分的混合,速度場與溫度場都趨于均勻和穩定,能保證機柜氣流速度和溫度的均勻性。側送側回方式,隨著距離送風墻越遠,風力越小,甚至如果兩側墻距離很遠,距離送風墻遠的地方甚至沒有冷風,這樣局部降溫效果會很差。側送側回會使距離送風墻近的地方效果很好,隨著距離的拉開,效果不斷降低,為了維持降溫效果,就要加大送風風力,所以這種方式能耗也不低,如果機房兩側距離過遠,不宜采用這種方式,一般在普通建筑中側送側回用得較多。
下送上回的冷氣通過在活動地板上裝設的送風口進入機房或機柜內,回風通過機房頂棚上裝設的風口回至空調裝置。下送風機房活動地板的空調送風風口一般布置在機柜近側或機柜底部,冷卻空氣從設在機柜近側或機柜底部的活動地板風口送出,送出的低溫空氣只在瞬間與機房內的熱空氣混合,即刻從機柜的進風口進入機柜,有效地提高了送入機柜冷卻空氣的質量,用較少的風量,提高了機柜的冷卻效果。下送上回方式,活動地板下用作送風靜壓箱,當機房內的設備進行增減或更新時,可方便地調動或新增地板送風口及機柜接線口的位置及數量,機房頂部留有的空間既可用作回風靜壓箱,又可敷設各種管線。從制冷效果和效率來看,下送風方式優于其它送風方式,所以在機房條件允許的前提下,可以確定以下送風為主,上送風為輔的設計方式。實際上,在如今的數據中心機房,下送上回已經成為了實踐中的默認標準。下送上回方式的優點很多:地板下送風與走線架上走線方式,兼顧了地板高效制冷與送風、安靜整潔、走線架易于電纜擴容與維護等兩方面優點,下送上回制冷效率較高、安裝簡單、安裝整潔等。下送上回已經成為數據中心制冷中機房送風方式的最佳方式之一,在金融信息中心、企業數據中心、運營商IDC等各行各業的數據中心中都有廣泛使用,成為新一代數據中心通風方式的標準使用方式。不過有一點要注意下,有的數據中心采用地板下方作為電纜走線空間,使用中容易出現的問題是,地板下走線擁堵,送風不暢導致空調耗能增加。
中送上下回和上送上回方式也是可以采用的通風方式,實際數據中心里使用較少,在此不再詳述,實質上就是機房內部空氣流動的方向差異而已。