通信機房制冷新方法引發(fā)革命

隨著(zhù)電子設備的不斷升級，傳統的制冷系統已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現代高熱流密度機房的要求，因此阿爾西機房冷卻制冷系統不僅降低機房的TCO(總擁有成本)，而且提升制冷系統的冷卻效率，節能減排效果顯著(zhù)，將成為新一代通信機房制冷系統的新寵兒。

機房建設瓶頸

伴隨著(zhù)IT技術(shù)日新月異的發(fā)展，機房建設領(lǐng)域迫切需要一個(gè)革新，不管是從供電系統、制冷系統、監控系統，還是整體機房設計理念都存在發(fā)展和建設的瓶頸，各大企業(yè)也都在尋找解決方案來(lái)突破技術(shù)難關(guān)。對于供電系統，各大廠(chǎng)家紛紛把目光轉到利用可持續能源上，如風(fēng)光發(fā)電、燃料電池、柴油發(fā)電機綜合供電系統發(fā)展前景被業(yè)內人士所看好。阿爾西作為機房的配套設備廠(chǎng)家，就現有機房制冷系統出現的空調問(wèn)題討論如下，主要表現為：第一，常規配置的空調機組無(wú)法滿(mǎn)足機房?jì)壤淞颗c風(fēng)量的需求，導致電子設備的發(fā)熱量不能及時(shí)消除，機房?jì)鹊沫h(huán)境溫度高于正常的設定溫度，不利于電子設備的穩定運行；第二，高估IT負載，并按照超大負載確定制冷系統，配置相對大冷量和大風(fēng)量的空調機組，導致機房?jì)壤淞窟^(guò)剩，這種過(guò)度規劃的情況不僅增加了空調設備的負擔，而且增加了運營(yíng)商的初投資；第三，機房?jì)瓤照{的布局以及氣流組織不佳，影響了機房?jì)鹊闹评湫Ч?。目前，大多數機房都采用鋪設高架地板下送風(fēng)的方式為機架中的IT設備提供制冷，然而這種自下而上的送風(fēng)方式，機架頂部1/3處的部分往往冷量不足，空調機組容易因為過(guò)熱而宕機。

圖1 阿爾西冷卻方式可獲得IT 負載剛釋放出熱空氣，提高機房?jì)瓤諝馓幚碓O備的效率

針對這一系列制冷問(wèn)題，阿爾西對機房環(huán)境進(jìn)行了仔細的考察，并就這一狀況進(jìn)行了理論分析和計算，得出結論，合理的機房空調布局以及氣流組織的分布會(huì )減少局部熱點(diǎn)的產(chǎn)生或者盡量降低局部熱點(diǎn)的溫度，使機房?jì)瓤諝獾臏囟确植季鶆?，使機房空調機組達到最佳的制冷效果，電子設備得到充分的冷卻。

機房空調新革命

機房專(zhuān)用空調機送回風(fēng)形式是多種多樣的，主要有上送下回、下送上回、上送上回、中側送上下回等，目前機房空調系統中最常用的是高架地板下送風(fēng)方式。然而，高架地板下送風(fēng)的氣流組織方式已經(jīng)無(wú)法解決高密度機柜的制冷需求，隨著(zhù)科技的發(fā)展和電子設備的不斷升級，機柜功率越來(lái)越大，需要的配風(fēng)風(fēng)量也相應增加，此時(shí)，高架地板下送風(fēng)存在兩個(gè)瓶頸：地板下送風(fēng)截面積和地板的出風(fēng)口的有效出風(fēng)面積。故為了解決這個(gè)問(wèn)題，高架地板越鋪越高，普通需要600mm以上，但是地板出風(fēng)口的面積已經(jīng)達到了極限，出孔率不可能達到100%，而增加每臺機柜所擁有的地板出風(fēng)量必須增加機房面積。所以，地板下送風(fēng)的氣流組織方式，目前只能滿(mǎn)足每臺機柜5kW以下的密度要求。解決5kW以上的高密度機柜的制冷需要必須打破傳統的單純下送風(fēng)方式，對部分高功率密度的機柜采用單獨配置區域性的水平空調系統，并同時(shí)將若干高密度機柜布置成為冷熱通道送風(fēng)系統，這種制冷方式可以提高冷卻效率，將成為高密度集成式數據中心機房空調發(fā)展的趨勢。

圖2 阿爾西制冷方式將成為高密度集成式數據中心機房空調發(fā)展的趨勢

這種將制冷設備放置在IT設備列中的機房空調解決方案，最大的特點(diǎn)是通過(guò)水平送風(fēng)方式使制冷效率得到極大的提升，并使高密度成為可能，同時(shí)也解決了機房局部熱點(diǎn)、機柜局部熱點(diǎn)問(wèn)題。該送風(fēng)方式縮短了氣流路徑，可減少冷熱氣流混合的機會(huì )，借以提高氣流的可預測性。針對IT設備的氣流分配可更精確地控制不斷變化的氣流速度，實(shí)現自動(dòng)調節，以滿(mǎn)足附近IT負載的需求。另外，這種冷卻方式可以獲得IT負載剛剛釋放出熱空氣，減少其與周?chē)諝饣旌系臋C會(huì )，極大地提高了機房?jì)瓤諝馓幚碓O備的效率。

圖3 兩種制冷系統的冷卻效率比較

阿爾西認為這種革命性的水平送風(fēng)和就近配風(fēng)方式設計理念，充分支持高密度趨勢，預測最大支持單機柜高達30KVA的負載，此外，通過(guò)提高制冷效率和送風(fēng)效率，會(huì )使系統PUE(PowerUsageEffectiveness)得到很大幅度地提高。

以每機架的平均功率為10kW為例，機房冷卻解決方案采用機房專(zhuān)用空調高架地板送風(fēng)方式設計，對比傳統的空調系統(采用地板下送風(fēng)方式)與行間冷卻(將制冷設備放置在IT設備列中的制冷方式)兩種制冷系統的冷卻效率，如圖3所示，傳統的空調系統在70%IT負載下的效率為80%左右，也就是說(shuō)20%的輸入功率用于風(fēng)扇和增濕等，相比之下，行間冷卻在70%IT負載下的效率預測高達95%左右，也就是只有5%的輸入功率用于風(fēng)扇和增濕，提高了近15%的冷卻效率。

隨著(zhù)電子設備的不斷升級，傳統的制冷系統已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現代高熱流密度機房的要求，因此這種行間冷卻的制冷系統不僅降低機房的TCO(總擁有成本)，而且提升制冷系統的冷卻效率，節能減排效果顯著(zhù)，將成為新一代通信機房制冷系統的新寵兒。