《數據中心制冷知(zhī)識彙編》之三:數據中心制冷的機房相關知(zhī)識

第一節 機房空(kōng)調的氣流類型

機房空(kōng)調從(cóng)上(shàng)向下(xià)的頂部氣流:頂部氣流意味着數據中心的空(kōng)調将冷空(kōng)氣從(cóng)頂部吹入數據中心。

機房空(kōng)調從(cóng)下(xià)向上(shàng)的底部氣流:空(kōng)調将冷空(kōng)氣從(cóng)底部吹出,并将氣流吹入高(gāo)架地闆下(xià)區(qū)域。

設備氣流流向:一般建議(yì)的設備氣流模式爲從(cóng)前到(dào)後,小(xiǎo)部分從(cóng)前到(dào)上(shàng)或者從(cóng)前到(dào)後和(hé)頂部。

第二節 高(gāo)架地闆

高(gāo)架地闆在許多計(jì)算(suàn)機房得到(dào)部署,因爲帶有活動地闆的數據中心提供了(le)很(hěn)大(dà)的靈活性,可以根據需要提供冷卻。通過高(gāo)架地闆進行冷卻的原理(lǐ):下(xià)氣流式的空(kōng)調将冷空(kōng)氣推到(dào)地闆下(xià),這(zhè)将在地闆下(xià)産生壓力。有的地闆磚帶有穿孔,允許帶有壓力的冷空(kōng)氣進入計(jì)算(suàn)機房。

第三節 非高(gāo)架地闆的部署

非高(gāo)架地闆設置僅在ICT設備使用(yòng)前後型氣流的情況下(xià)才能(néng)正常工(gōng)作(zuò)。當沒有活動地闆時(shí),冷空(kōng)氣從(cóng)側面(行内冷卻)或頂部冷熱風(fēng)管道(dào)直接提供給機架。

第四節 冷熱通道(dào)

冷熱通道(dào)設置:機架是前對(duì)前和(hé)背對(duì)背來(lái)部署。在熱空(kōng)氣區(qū)域和(hé)冷空(kōng)氣區(qū)域之間存在更好(hǎo)的分離,從(cóng)而提高(gāo)效率。

CRAC的位置:爲了(le)使冷熱通道(dào)正常工(gōng)作(zuò),需要确保将空(kōng)調放(fàng)置在正确的位置。空(kōng)調應垂直于熱通道(dào)放(fàng)置,确保來(lái)自(zì)機架後部的熱空(kōng)氣以盡可能(néng)最短的路徑返回空(kōng)調。

穿孔地闆和(hé)設備放(fàng)置:不要放(fàng)置太多的多孔地闆,因爲這(zhè)會(huì)限制冷卻IT設備所需的空(kōng)氣量,一般小(xiǎo)于15%,使得地闆下(xià)的靜壓箱保持一定壓力。

在數據中心分配設備熱負荷:在高(gāo)架地闆環境中,機架底部将有更多的冷空(kōng)氣供應量,高(gāo)熱負荷的設備放(fàng)置在靠近地闆的地方。

CFM/CMH設備冷卻要求冷空(kōng)氣的溫度和(hé)濕度在ASHRAE建議(yì)值的範圍内,空(kōng)氣氣流通常以CFM或CMH表示。

防止冷空(kōng)氣洩露和(hé)冷熱混合:當使用(yòng)高(gāo)架地闆時(shí),需要确保冷空(kōng)氣隻能(néng)到(dào)達應該去的地方,就是需要冷空(kōng)氣的區(qū)域。通常通過多孔磚的放(fàng)置位置來(lái)引導,要避免機架内的空(kōng)氣洩漏,造成冷熱混合,可以通過安裝空(kōng)白(bái)面闆來(lái)實現(xiàn)。

冷熱通道(dào)密封方案選擇:

冷通道(dào)密封的優點:冷空(kōng)氣隻能(néng)進入需要進氣的設備前面的地方。如果想要在計(jì)算(suàn)機房中密封某個過道(dào),冷通道(dào)密封是一個很(hěn)好(hǎo)的選擇,因爲冷風(fēng)量與過道(dào)設備的要求相匹配。

熱通道(dào)密封的優點:熱通道(dào)密封,與冷空(kōng)氣分離,然後直接引導熱空(kōng)氣回到(dào)空(kōng)調或排出建築物。

冷熱通道(dào)對(duì)消防的影響:冷熱通道(dào)密封的潛在缺點是房間内再建造一個房間,導緻現(xiàn)有滅火系統的問題。

 

第五節 地闆規劃

冷通道(dào)中間的典型距離是7塊地闆,這(zhè)将允許在每個機架前面的地闆用(yòng)于冷卻目的并且在後面有足夠的空(kōng)間用(yòng)于工(gōng)作(zuò)。如果機架深度超過90厘米,則需要在熱通道(dào)中添加額外(wài)的地闆磚以确保有足夠的工(gōng)作(zuò)空(kōng)間。

地闆選擇:多孔地闆的選擇對(duì)冷卻能(néng)力有很(hěn)大(dà)影響。市場上(shàng)有各種各樣的額定氣流地闆,每種都有自(zì)己的氣流容量和(hé)強度性能(néng)。

機櫃門(mén):各種類型的門(mén)可用(yòng),需要仔細選擇,在氣流和(hé)物理(lǐ)保護之間取得平衡。一旦空(kōng)氣從(cóng)高(gāo)架地闆中流出,就應該流過設備以提供冷卻能(néng)力。因此,需要确保設備的前門(mén)允許足夠的氣流通過,但(dàn)還要需要确保安全性不會(huì)受到(dào)影響。

圖:地闆規劃

氣流優化:直接從(cóng)機架上(shàng)移除熱量,以避免在室内混合冷熱空(kōng)氣,這(zhè)将創建更好(hǎo)的冷卻環境。一種方法是在機架後部創建一個管道(dào),根據使用(yòng)的機架,可能(néng)會(huì)導緻機架深度略有增加。管道(dào)結構應該不覆蓋整個機架側面,因爲這(zhè)可能(néng)導緻在滅火氣體釋放(fàng)期間滅火氣體的堵塞。

電纜管理(lǐ):冷空(kōng)氣進入設備很(hěn)重要,還需要确保熱空(kōng)氣排出到(dào)熱通道(dào)中的自(zì)由流動。錯誤的電纜管理(lǐ)原則和(hé)電纜管理(lǐ)臂可能(néng)導緻排氣堵塞。使用(yòng)電纜管理(lǐ)臂,如果安裝不當,往往會(huì)阻塞體積較小(xiǎo)服務器上(shàng)的熱空(kōng)氣排放(fàng)。

第六節 補充冷卻

冷空(kōng)氣管道(dào)系統:從(cóng)地闆下(xià)收集冷空(kōng)氣,直接路由到(dào)負載,風(fēng)扇是滑入式機架安裝,很(hěn)靈活。機櫃的功率一般爲5-6KW。

熱風(fēng)道(dào)風(fēng)扇:清除熱廢氣是針對(duì)高(gāo)功率密度機櫃的制冷的一種方法,熱空(kōng)氣清除系統在熱空(kōng)氣産生點收集熱空(kōng)氣,直接路由到(dào)CRAC。機櫃的功率一般爲6-7KW。

輔助頂部冷卻:對(duì)于約10kW至25kw的熱負荷,可以使用(yòng)傳統的高(gāo)架地闆冷卻和(hé)輔助頂部冷卻。這(zhè)些(xiē)輔助單元可以放(fàng)在天花(huā)闆上(shàng)或機架頂部。熱空(kōng)氣管道(dào)還是直接從(cóng)機架返回空(kōng)調。機櫃的功率一般爲10-25 kW。
行内冷卻:行内冷卻的優點是冷卻設備更接近産生熱量的實際位置,提供所需要的冷空(kōng)氣,這(zhè)提高(gāo)了(le)氣流管理(lǐ)的效率。機櫃的功率一般爲10-25 kW。

機櫃自(zì)冷卻:機架内的冷卻系統。在極高(gāo)熱負荷的情況下(xià),本地機架冷卻器具有完全冷熱管道(dào)系統,在機架中提供冷卻盤管,并有管道(dào)收集設備廢氣。機櫃的功率一般爲18-35 kW。

第七節 本章小(xiǎo)結

本章介紹了(le)數據中心制冷的與機房相關密切的知(zhī)識點,多空(kōng)地闆,冷熱通道(dào),補充冷卻,氣流優化等。

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