資料中心IT機房末端氣流組織管理

2021-10-01 16:23:05 字數 2789 閱讀 5262

從資料中心的發展史來看,以提高空調的製冷效率、降低機房製冷能耗為推動力,資料中心it機房末端的氣流組織方式,從最初的冷熱風混合淹沒式到冷熱通道分離式,再到冷/熱通道封閉式及行間空調等方式的演變,都是圍繞著以風為介質進行末端空調和it裝置冷熱交換效率的優化來進行的。以風為介質進行末端空調和it裝置的冷熱交換的製冷模式仍然是現階段資料中心的絕對主流應用,為實現資料中心在不增加投資、不降低資料中心可靠性的前提下,對資料中心的氣流組織進行精細化管理,降低資料中心pue、節約能耗具有重大的現實意義。

qs=cp*ρ*l*(t1-t2)

在通常的室內環境下,其中:

qs是現熱量(單位kcal/h,1kw=860kcal/h);

cp是空氣比熱 (0.24kcal/kg℃);

l是風量(單位cmh,即m³/h);

ρ是空氣比重 (1.25kg/m³);

t1,t2分別是精密空調的回風溫度和送風溫度(或it裝置後端出風溫度和前端進風溫度);

設計階段的氣流管理

我們以乙個簡單的模組機房為例,來說明設計時對氣流管理的要點。某模組機房和精密空調房的建築面積為104㎡,共 40個it機櫃,每個機櫃的平均發熱為3.8kw,40個機櫃平均分成四排組成兩個冷通道封閉模組,採用防靜電地板構成的靜壓箱下送風方式。

通常情況下設計人員在對空調選型的時候,都會注重精密空調的顯冷量和it負載發熱量及環境熱負荷的平衡關係,經計算需要製冷的目標總熱負荷(裝置熱負荷+環境熱負荷)為167.6kw,那麼選3台顯冷量大於83.8kw的空調(2用1備)。空調選型時除了要關注冷量外,還應重點關注精密空調的風量引數。依據上文中的風量和熱量的關係式,如果it機房的送回風設計目標溫差是8℃,那麼單台空調的送風能力應大於:83.8*360=30168cmh;如果it機房的送回風設計目標溫差是15℃,那麼單台空調的送風能力應大於:83.8*200=16660cmh。但是考慮到地板縫和其它工藝不可避免的漏風,故空調的送風能力還應大於上述計算值6%的風量較為穩妥(下文將給出理由)。

型別

外觀

安裝示意

拼接剖面

鋼製波紋地板

硫酸鈣直邊板

這兩類防靜電地板的氣密性具備很大的差異,從它們的拼接剖面也可以看出他們氣密性的差異,鋼製波紋防靜電地板的拼接剖面有個碗型凹槽,且鋼製地板的外表面容易變形,壓力氣流較容易從拼縫中洩出。而硫酸鈣直邊防靜電地板的拼縫小,在同等靜壓差的條件下,硫酸鈣直邊防靜電地板的密封效果要優於鋼製波紋防靜電地板的密封效果。如果在支撐橫担麵貼上聚酯泡沫密封壓條,它們的密封效果將會更優。

施工階段的氣流管理

施工期間要嚴格按照設計要求進行材料選型、加強施工工藝的管理,如注重對線管穿牆/地板的工藝封堵、消除靜壓箱內的牆身、板材接縫、地板拼縫等的漏風因素、強化封閉冷通道板材拼接縫隙的氣密性等,尤其注意防靜電地板同牆身的拼接工藝。

驗證測試階段的氣流管理

資料中心的驗證測試的目的是通過技術檢測手段以驗證專案的施工成果是否達到設計要求。而氣流組織的總風量平衡應是it機房氣流組織驗證測試的必要環節,但不少專案卻忽視了這一點。在機房設計負荷滿載、主用空調風扇全速開啟的情況下,總風量平衡測試的目的是驗證精密空調的是否將足夠的風量送至機櫃冷通道內。

上式是我們對多個機房驗證測試總結的經驗式,其中:

l1,l2,ln為每個防靜電通風板的風量(每個風口的風量值可以用風量罩現場測得);

經過多個專案測試資料對比分析,即使對氣流管理較優秀的機房,也會有15%的風量很難避免地以其它的形式洩漏;

上文中環境熱負荷為15.6kw佔總熱負荷的9%左右。從其它縫隙洩漏的冷氣量的15% 之9%的部分可以滿足環境熱負荷製冷的需求,剩下的6%需要空調額外多出的風量來補充,這就是上文中空調送風量額外增加6%的原因。

運維階段的氣流管理

氣流組織發展到行間空調送風的冷/熱通道封閉模式,空調風量的利用效率得到了進一步的提高,減少了中間環節的風量洩漏,相對來說氣流的管理變得更為簡單,做好封閉冷/熱通道的氣密性就可以很好的提高空調風量的利用效率。但行間空調製冷模式也有其自身的不足,如:應對溫濕度波動的能力有所降低,也降低了備用精密空調的使用效率等。最終採取哪種氣流組織及管理方案要因地制宜,綜合各種因素來選擇最合適的配置。

資料中心效能優化指標 高效能機房資料中心

對於資料中心來說效能優化指標很重要,高效能機房資料中心的建設是我們的目標,現在資料中心對於企業來說重要性不言而喻,而資料中心的結構有許多種類,例如擁有刀片伺服器架構的優點就十分明顯了,而擁有超融合基礎架構的好處也包含很多方面,資料中心效能優化指標與高效能機房資料中心的正確建設還是需要慎重考慮的。對於...

資料中心機房夏日降溫措施

炎炎酷暑來臨,這意味著我們都在思考乙個問題 製冷。尤其對於資料中心而言,這是乙個大問題。過熱的資料中心對大小企業而言,都是乙個大問題。當伺服器的溫度達到限制的90 的熱量時,伺服器就會自動關閉以防止嚴重的損失,然而這樣的自動關閉也會損失重要的資訊或是嚴重影響收入。對於一般的組織而言,計畫外的停機將會...

資料中心機房光纖綜合佈線

隨著網際網路產業的大力發展,伺服器 交換機等網路產品的公升級,資料中心機房需要容納更多的裝置,機房的佈線系統如果不規範或者是不嚴謹的話會會有很大的隱患,嚴重的會阻礙氣流通過導致裝置過熱而停機等現象,所以我們一定要注意資料中心機房佈線系統建設與維護的問題,那麼資料中心機房光纖綜合佈線該如何呢?資料中心...