机房应用配风地板系统实现动态制冷的解决方案

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1、数据中心应用架空地板配风系统实现动态制冷的解决方案随着信息时代的来临和迅猛发展，计算机机房的数量和规模与日俱增，IDC数据中心机房已成为各企事业单位信息系统的重要组成部分，在日常生产和管理中起着举足轻重的作用。在数据中心的不断建设，以及机房IT设备高度集成化的大趋势下，机房散热量日渐趋高现象、机房冷却及制冷系统能耗问题，及其能源效率偏差开始受到了各界强烈关注。目前机房下送风空调系统冷热通道虽被多数机房设计者所采纳，但冷热风气流组织的短路（回流、漏流）和横向混合（旋流、涡流）现象依然十分严重。机柜冷热风短路现象如下图所示，可见热通道内的

2、热气团分压力较高，会从机架顶部压至机架前面，而且机架的空U位也会导致热气漏流到机柜前端。机柜间冷热风乱流后果可见下图所示，这会造成为数众多机房的IT机架上半部分处于热气团的包围之中。又如下图所示机房高架地板内线槽等阻挡送风的障碍物也堵塞了冷气的输出，导致机架供应冷气风量风压严重短缺。而机房内冷气回流和漏流主要是由于下送风机房空调为负压回风，机房中出现纵向的冷热气流短路现象均为送风侧向回风侧短路，送风流量的短路率可以达到30~50%。气流短路造成了精密空调不得不提高标称工况制冷量30~50%的设计余量，造成用户一次投资的巨大浪费；同时普

3、遍出现了空调机组运行过量、机房“过度冷却”的现象，造成运行费用居高不下，这些现象在中、高密度机房中尤为明显。而且由于气流短路，空调系统输送风量有必要加大用以补充短路部分的风量（在主机增加的同时机房内风机总体输送的风量业已经相应加大)，机房空调的送风机也因其24小时运行，造成一台空调机组中的风机每年实际耗电量并不亚于机组的压缩机电耗。近期数据中心机房行业又呈现了如下的新特点：为了更加节省IDC的土建、或是用户的楼宇租赁费用，一些大型化、高密度化、数据大集中的IDC和云计算中心越来越普及。但是高密度化服务器机房的散热问题也越来越难解决。出

4、现的主要问题是：1.机房不再是按照平均分布散热量kw/m2进行设计计算的，而是按照每机柜kw/rack来计算散热负荷。2.因此现有机房多数存在气流组织不理想；3.由于服务器机柜散热量并不均匀，出现大量单个或几个机柜的局部热点；4.高密度服务器的广泛应用使机房局部热点问题更加突出，局部温度过高；5.由于机房空调布置的问题，机房远端、中心部位和边角部分出现局部热点；综上介绍的诸点原因，现代的计算机机房采用传统均匀制冷设计模式的精密空调系统会呈现出能耗巨大，PUE值居高不下的状况。而机房局部热点问题并非只局限于高密度机房，在中密度甚至低密度

5、机房也经常出现。例如传统的程控交换机房，因空调摆放于机房一侧，也会出现远端的局部热点。在以往的设计中按室内设定温度20~24℃时，机架功率在15KW，风量在4000到5000m3/h的情况下，一个机架散热的红外热像分析图和机柜冷却/散热分析如下图所示，从中可见高架地板的冷却效果会受地板开孔和空调送风影响巨大。针对上述难题，解决方案应遵循的技术路线是针对机架散热负荷（kw/rack）的不同而进行精确送风、按需冷却，以满足数据中心每个机架的动态制冷需求。我们的解决方案是采用在机房局部增加风机强制通风的配风地板来满足机房热点冷却需求；解决了

6、局部热点后，继而就可以避免机房过度冷却，通过提高空调设置温度来减少空调机组的运行数量和供冷量，最终达到机房节能的效应。配风地板单元（ADU），是数据中心机房空调系统送风气流组织的一种远端辅助部件，用于将空调机组所产生的冷量（冷气流）强制的配送到IT机架的前面板进气口处，以解决传统空调系统送风方式的不足、尤其是能够满足高功率密度机架的散热需求。配风地板单元的应用如下图模拟所示。下送风机房空调高密服务器机柜热气团能够按理想路径回流到空调形成冷风幕IDC数据中心机房红外/正风压测控配风地板系统是我们根据对机房专业知识多年的深度理解和经验，针

7、对用户数据中心进行了详尽的气流分析、模拟和实际应用研制开发的。其极其明显的改善了机柜前端的送风冷却效果，解决了高热密度（虚拟机、刀片服务器）负荷的散热差以及机房局部热岛效应的难题；并有相应空调节能效应。    传统的地板下送风的气流组织方式，已经无法解决高密度机柜的制冷需求。随着IT技术的发展，机柜功率越来越大，需要的配风风量也相应的增加。但是，地板下送风存在两个瓶颈：地板下送风截面积和地板的出风口有效出风面积。为了解决地板下出风口的截面积瓶颈，目前铺设的地板越来越高，普遍需要架设到600mm以上。但是地板出风口的面积已经达到了极限，

8、而孔板通风率不可能达到100%；增加每机柜拥有的通风地板数量又须增加机房面积。所以，地板下送风的平均分布气流组织方式，目前只能满足每机柜4KW以下的功率密度要求。至此业界内绝大多数下送风机房的地板送风风压也仅有2~5Pa