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机房节能一体化解决方案

  绿色数据中心的最基本的应该是一个安全、可靠、各单元协调配合一致性极强,同时采用相应的节能技术和新的节能理念。


  基础设施:
  机房位置的选择,从节能的角度来说机房应该选在建筑物的背阴面,以减少太阳光的辐射所产生的热量,并且建筑物的结构为绝热性比较好的材料为宜,保持机房的密闭性,窗户要考虑做防护,数据中心的灯管选择比价适宜的灯管,最好是节能的并且在无人工作的情况下为关闭状态为好。采用下送风的机房,如采用地板下布线模式的,其地板下高度应在50-80cm,地板下低于40cm的,最好将电源及综合布线布在机柜上方,实行上走线模式。

  气流组织:a、空调气流循环 b、机柜的气流组织
  空调气流组织:机房空调本身的设计是送风量大,机房换气次数高(通常在30~60次/小时),整个机房内能形成整体的气流循环,使机房内的所有设备均能得到冷却。但是某些机房的设计抹杀了这项功能,比如:机房的空调被搁置在另外一个房间,靠隔断上方的回风口,来回风或者靠天花板的微孔来回风致使空调的气流组织受阻,而制冷效果很差,并且报警次数很多,还有静电地板的高度很低,有些地方甚至低于25CM厘米并且下方有很多的线槽和线缆,空调的冷风无法送达到相应的位置;有些地方的静电地板的开口数量及开口的位置不对,造成空调的气流组织不合理。上送风系统,风管的设计一定要合理,风口的数量及大小要合理,否则会影响制冷效果。
  合理建议:
  下送风系统地板下的高度应在50-80cm,地板下低于40cm的,最好将电源及综合布线系统的放在机柜上层,实行上走线模式。无法达到标准的高度应采用强制向上排风的装置,以达到气流的正常流通和循环。如条件准许的话建议用监控系统控制气流的循环,通过机柜内的温湿度的监控来控制风阀送风口的大小开合。
机柜的气流组织:机柜即机房,这是未来机房的发展趋势,IT微环境的变化直接关系到整个机房的安全。机柜的摆放的合理性和机柜本身的微循环的问题是目前存在的两大问题。
机柜布局:机柜空间的合理布局对于确保机柜拥有适当温度和足够的冷空气同样非常重要。合理的机柜布局目标是控制空气循环,即避免冷空气在到达设备进气口前与热空气混合。通过将机柜按行排列,冷热通道的技术,可以大幅降低短路循环现象,同时按照背靠背的方式布局。根据有关调查显示,大约25%的机房将每排机柜面向统一的方向。将机柜置于统一方向可能导致严重的短路循环问题,一般会出现“热点”,同时系统运行成本也将大幅提高。对于机柜朝向统一方向、且没有采用冷热通道技术的环境。调查显示大多数用户均是按照管理层指示放置的,目的是保持机房的美观。如果没有能够使用冷热通道技术,那么解决这一环境中热点问题的一个有效方法是为受影响的机柜提供一个额外的制冷设备才可以解决。
  安装盲板
  尽管机柜通常被认为只是一种机械支架,但它对于防止设备排除的热空气重新进入设备进气口至关重要。

机柜安装盲板

  如图显示了机柜在安装盲板前热空气在出风口受到轻微增压后,再加上设备进气口的吸力,导致了热空气重新吸入设备进气口的情况,即短路循环。在安装盲饭后,热空气从设备排出,机柜及其盲板提供了屏障功能,截断了热空气短路循环的路径,进而降低了热空气进入进气口的可能。
  尽管主要的IT设备制造商均强烈建议使用盲板,但实际上90%或更高比例的机房都忽略了这一点。热空气再循环问题可能导致IT设备的温度上升8℃。安装盲板是一个极其简单的过程,可以用非常低的成本应用于几乎所有的数据中心。
  还有一些机柜配置暴露出了一些其它的缺陷,可能造成与没有安装盲板类似的结果。例如,使用超宽机柜将可能使得热空气通过设备侧面进行短路循环。另外,使用托盘安装IT设备会造成相关位置盲板的无法安装,从而为热空气的短路循环提供了完全开放的条件。
  在一些标准的19英寸机柜中,导轨周围、机柜顶部和底部同样存在空气短路循环路径。在这种情况下,安装盲板也不能完全控制空气的短路循环。这些机柜的设计并不能适用于高负载密度的机房环境中。
  通过使用盲板和选择可以有效控制短路循环的机柜能够降低机房热点的温度,并显著提高系统可用性。此外,还有一些优势虽然不太明显,但却非常重要,需要进行说明。
  1)短路循环对制冷系统的影响
  与理想的系统相比,存在短路循环的机柜系统会导致制冷系统的性能大幅降低。短路循环将造成回流到制冷系统的空气温度较低,可能导致制冷系统以较低的性能工作,进而无法满足制冷量的需求。
  2)短路循环对总拥有成本的影响
  为了解决短路循环所造成的温度过高和制冷性能的降低,总拥有成本增加最为突出。与制冷效率相关的最大寿命周期成本是运行制冷设备和风扇需要消耗的电力成本。机房制冷消耗的电力不受短路循环的影响,但制冷系统的效率却会受到明显的负面影响。这意味着短路循环将会增加与电力相关的成本。
  解决热点最常用的方案是降低制冷系统出风口的空气温度和增强制冷系统性能。这两种方案都需要消耗大量不可预知的成本。空气流通的限制使得设备无法获得足够的冷空气,进而导致温度升高。此外,机柜前端或后端对气流的限制,还会加重在没有盲板的机柜空间内的空气短路循环情况。因此,至关重要的一点是需要使用具有良好通风效果并在其后端拥有足够空间的机柜,以避免电缆阻碍空气的流通。
  除了上述控制机柜空气流通的被动方案外,带有风扇系统的机柜也可用来控制机柜内空气的流通。但是一些顶部安装风扇的机柜系统,具有的优势微乎其微。而其它一些风扇系统,如将底层空气输向机柜前端的系统或从机柜后端主动排除热空气的系统,都可以有效改进机柜内的空气流通,减少短路循环和提供机柜利用率。


  带有风扇系统的机柜

  合理的负载分布
  不合理的设备安装位置,特别是高功率高密度设备的安装位置,可能明显的增加机房的工作压力。当高负载密度、高功率服务器被组合成一个或多个机柜时,便会出现高负载密度设备群。这种情况可能导致数据机房出现热点,并要求操作员采取相应措施,如降低空气温度设置点等。

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