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1、优化计算中心机房的送风方式与节能主讲人丁涛 2009.1目录一.简述:二、送风方式对能耗的影响a.下送风方式优于其它送风方式b、对上送风机房的送风改造措施：c.下送风的两种形式:架内循环与架外循环d.小结e、小型机的送风方式三.气流组织要适应高功率密度机架a.低功率密度(小于4KW/架),下送风架内循环:效率高已采用b.中功率密度下送风+活化地板:己有部分机房在试用c.高功率密度(大于12KW/架)下送风全封闭循环:加吊顶修改规范 四.专用空调与普通空调对能耗的影响 五.计算中心机房的节能管理一.简述:不能因为计算中心占地面积大,能耗大就可以大手大脚,不
2、计成本.其实计算中心挖潜的余地很大,优化计算中心机房的送风方式就是一个很好的例证!几年前，我们对全国几个具代表性的大型IDC机房进行调研，（同室外环境温度35~38℃的状态下）：二、送风方式对能耗的影响a.下送风方式优于其它送风方式内容下送风专用空调机房上送风专用空调机房上送风专用空调和普通空调间隔安装服务器运行负载功率（KW）1120255112509空调同步能耗功率（KW）550322121981空调占服务器能耗的比值49%126%108%192%温度梯度的图解模型：根据数学模型，我们建立温度梯度的图解模型，机房不同高度的温度梯度可模拟为下图（下送上
3、回方式见图a；上送下回方式见图b）。温度梯度图形解析由下图中最右的温度梯度图形可知，在同一个机房的相同环境下，两种送风方式在机房空间的温度梯度存在明显差异，其差值可由下图表示为：下送风方式是计算中心机房最佳的气流组织方式。它使温度在机房工作区整个高度上的阶跃值小于上送风的方式，因为它阻止了设备放出的热量再返回到机房工作区，提高了制冷效率，节约了能耗。b、对上送风机房的送风改造措施：上海电信某上送风IDC机房，其通信设备发热量与空调机冷量数据如下：机房名称机房面积空调总容量设备总发热量机房冷负荷（设备发热量＋其他冷负荷)主机房450㎡308.5KW187.
4、95KW215KW网络机房100㎡47.1KW21.575KW28KW小计550㎡355.6KW209.5KW243KW由于IDC机房热量大，上送风空调冷风吹不远，往往在机架走道1/2--2/3距离内有效果，其余地方是热浪滚滚。为此，我们采取计算摸拟的方式来确定介决方案：机房现状原空调对面加装空调方案机架走道上部加装风机方案我们采取加装接力风机的方式，见下图。机房经过两个夏季的考验，效果良好。机算中心上送风机房另一种改造方法:管道上送风方式(节电20%以上)c.下送风的两种形式: (1).IDC机架工艺(冷风架内循环)IDC标准机架工艺(2)IDC机架工
5、艺(冷风架外循环)冷风架外循环理想状态:架外冷风循环不理想状态:两种气流组织方式比较机架内机架外1.风阻小大2.先冷却机架内是否3.先冷却环境否是4.影响机架上部冷却否是机架实测:某数据中心单个机架发热量：2.8kW送风方式：下送风上走线实际测试：送风平均温度为18℃，机架出风温度为30℃d.小结:采用冷风架内循环(小于4KW/架)时:*假地板高度0.5米,机架顶应加装强制风冷电机.假地板高度0.5米,功耗2KW/架左右可不加装强制风冷电机.*假地板高度大于1米时,机架可自然冷却.在冷量足够时,要确保冷风路由不短路,不紊流,这才是空调节能的保证!e、小型
6、机的送风方式：小型机是IDC机房中集成度更高的一种网络运行设备，因其密度高，其发热量和耗电量都比传统的U位式叠装的服务器要大，采用下送风的方式，实际的冷却效果要优于其它方式，可以通过下图所示的气流走向分析：三.气流组织要适应高功率密度机架1、约束气流和自由气流气流的流动有2种基本形式，一种是约束流，即在有限空间内被强制按照人为规定的路径流动，例如风管内的气流,机架内的风道；另一种是自由气流，例如上送风系统中的射流。在计算中心机房中，约束流的计算方便，气流利用率高（不容易形成呆滞区），在冷却设备时应首先考虑此种方式。自由气流对环境冷却中可以应用，由于其有较
7、好的弥漫性，对控制环境有很好的作用。2、气流短路和送风扩散气流短路主要是存在短路路径，例如空调出风口和回风口太近且无物理阻隔，就会造成空调气流短路，又如在机架中，进风的前腔和排风的后腔的水平空间中没有隔板，也会造成冷气不经过服务器而直接短路到排风。气流短路还可能发生在前后没有良好隔绝的服务器进风和排风口。短路的气流是有害的，没有按照规定的路径带走热量，只是空循环。在实践中，我们对送风扩散做过测试，选择前面板开孔的机架，测量进风速度、排风速度和机架内参考点温度，然后将面板封闭，在其他工况完全的情况下，数据有明显差异。上表说明,在面板开孔情况下,由于送风无效
8、扩散,风速大风量大能耗增大,而冷却效果下降3.机架现状一个刀片是一个卡式服务器,
