数据机房解决散热问题方案探讨

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1、从目前看来，空调系统制冷量或送风量设计过小、机房大环境气流组织不合理、机柜内部小环境气流组织不合理、机柜发热量过大、机柜排列过于密集等问题是导致局部过热的主因，解决这些因素，应从机房的规划设计、制冷系统设计和设备选型、应用维护等三个方面着手予以分析论证，并给出高密系统的解决办法。　　一、数据中心机房的规划设计　　1、对机房进行分类明确定义功率密度。根据机房数据设备安放与耗电密集度，将机房分为高负荷机房、中负荷机房及低负荷机房三种，其单位面积和单机柜耗电指标、单机柜设备配置数量限值见表1。　　表1单位面积和单机柜耗电指标、单机柜设备配

2、置数量限值　　注：单机柜功率超过4kVA/柜时，应根据机柜发热量有针对性进行调整。　　2、减少机房受环境影响。对于新建机房，可以考虑外墙的朝向，将机房设计在建筑的东侧或北侧，在相对一侧留有走廊等通道。机房内尽量不设计窗口，选用密封性能好和自动关闭式的防火门。　　3、适当的机房面积。大型数据中心机房不宜正方形，而是适应长条形，经济面积宜为500至800平方米。　　4、合理布置设备。布置数据中心设备区域，应根据设备种类、系统成组特性、设备的发热量、机柜设备布置密度、设备与机柜冷却方式等，合理考虑机房区域、机柜列组、机柜内部三个层面的精密

3、空调设备制冷的气流组织。设备布置应明确划分冷热通道,以保障送风气流直接送至冷通道。当机柜内或机架上的设备为前进风/后出风方式冷却时，机柜或机架的布置宜采用面对面、背对背方式。　　热通道间距应大于冷通道间距，以有利于热通道散热。一般采用地板下送风上部回风的气流组织方式，其送风通道和回风通道均可在需要的位置开设风口。采用架空地板作为送风静压箱，架空地板的高度应根据负荷密度、机房面积综合确定。地板下面禁止走线缆、水管，以防止阻塞风道。　　二、制冷系统设计和设备选型　　目前数据中心的冷却系统都必须符合可扩展性和适应性、标准化、简单化、智能化

4、、可管理化等五种关键要求。当前的设计思路和设备没有解决的、最为紧迫的核心问题是数据中心适应变化能力较差。数据中心冷却系统必须对不断变化的要求有更强的适应能力，对不断增长和无法预测的功率密度制定规划，同时要设计出冷却系统适应能力强甚至易于改进。数据中心设计中最重要的一个部分就是冷空气的供应和排出的热空气的回流路径，这对于高密度环境极具有挑战性，因为气流速度必须克服空气分配和回流系统的阻力。故要解决冷却系统的问题，就需要对现行的设计思路进行改进，主要包括冷却设备技术和设计的改进，以及如何测定数据中心的冷却要求等。　　1、选用高效机房专用

5、空调设备　　(1)机房空调机组根据冷源及冷却方式一般可分为风冷、水冷、双冷源机组等,对于机房热负荷较小或采用地板送风方式受建筑条件限制的中、小型数据中心机房，可考虑采用管道上送风方式，并使送风口尽量接近机架;对于高发热密度的大、中型数据中心机房，优先采用水冷式空调制冷机。北方地区采用水冷冷水机组的机房，冬季可利用室外冷却塔作为冷源，通过热交换器对空调冷冻水进行降温;大型的数据中心可采用中央空调。中、小型数据中心机房，可考虑采用风冷式空调制冷机，但必须保证室外机有足够的安装空间。空调系统可采用电制冷与自然冷却相结合的方式。　　(2)空

6、调机组一般采用大风量小焓差设计，配置直联、高静压、无级调速风机的空调机组。采用高效节能的涡旋压缩机，高效EC电机驱动风机，无涡壳外转子风机叶轮，风量要满足90换气次/小时，风压需满足最大300Pa可调的要求。　　(3)冷量应与机房设备的额定发热量建立函数关系，一般采用机房的总冷量等于机房UPS额定可用容量的1.3-1.5倍作为经验数值。这需了解其配置的压缩机规格，并联空调机组运行的相互影响程度，当以冷量计算粗选各厂家相近的空调设备时，必须对其送风量进行复核，处理焓差应按≤2.5Kcal/Kg干空气左右选用。尽管很多空调产品显冷量比例

7、很高，但实际工作温度下显冷量下降多;即使空调输出冷量足够，但机房热岛效应严重，故负载发热量与空调额定制冷量配备比在1：1.5以上比较合适。　　(4)选用模块化组合机组。通过主从控制，主机将多台模块所采集的温、湿度参数取其平均值，实现步调一致的效果。　　(5)在布局空调时，机组送风的距离不宜过大，专用空调最佳送风距离为15-16米。空调室内机安装高度应高于机房面100-200mm，以减少相邻空调机组间扰流影响，减轻备机停机时气流倒灌，避免引起气流短路。还须减少送风路径、降低加空地板下PD，以保证PJ/PD≥3。(PJ：各送风口处内外静

8、压差，PD：至各送风口架空地板下风速)。　　(6)由于风冷直接膨胀式机房精密空调的冷却极限约为4KW/m2，当机房环境的热负荷超过5KW/m2时，如用传统方式的机房专用空调来解决，会有局部热点存在，必然需要精密空调增加为高热密度负荷提