HCCT中国：机房局部热点高效节能冷却解决方案
2012-11-19 09:27:29   来源：   评论：0 点击：

机房局部热点的高效节能冷却解决方案 

随着IDC数据中心的不断建设，以及机房IT设备高度的集成化，机房散热量日渐趋高的现象、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IDC设计者所采纳，但冷热风的短路（回流、漏流）和横向混合（旋流、涡流）现象依然十分严重。 

机房内旋流、涡流如图所示可见IT机柜顶部近1/3处于热气团的包围之中。 

而机房内回流和漏流是由于下送风型机房空调为负压顶回风，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气流短路，现有机房气流短路率可达到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。 

近期IDC行业又呈现了数据大集中的趋势，大型化、高密度化的数据中心越来越普及。但是高密度化服务器机房的散热问题也越来越难解决。其出现的主要问题有： 

1. 机房气流组织不理想； 

2. 由于服务器机柜散热量并不均匀，出现大量单体或几个机柜的局部热点，且. 高密度服务器的广泛应用使局部热点温度过高； 

3. 由于机房空调布置问题，机房远端、中心部位和边角部分出现局部热点； 

综上诸点原因，IDC行业机房采用传统模式的精密空调平均冷却系统呈现出机房能耗巨大，PUE值居高不下的状况。 

这些难题，无法简单的靠增加机房空调台数/供冷量来解决，究其原因如下： 

1. 机房空调是均匀送风方式，无法针对热密度不同冷量需求的机柜区别对待，现有送风孔板的通风率多数不超过25%，当处于理想流体状态下的通风地板理论上可以供应的最大送风量约为500立方英尺/分钟（849.45m3/h）或是其能提供约3.125kw的制冷量，而现实运行中的机房通风板最好的送风风速也就是1.5m/s，仅能满足1.6kw/机柜的散热需求； 

2. 受到场地限制，不能任意改变地板高度，不能任意的增加机房空调台数； 

3. 调低空调的设置温度会造成能耗加剧，以前的文章曾专门分析过：如将空调设定参数从24℃/50%Rh改变为22℃/50%Rh，空调机能耗将增加15~25%。 

针对上述难题，我们的解决方案是采用风机通风地板来满足机房局部热点冷却需求；继而减少空调机组的运行数量和供冷量，相应达到整体机房的节能。 

传统的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。如要在一个传统的地板下送风方式的机房中，满足4KW以上的高密度机柜

的制冷需求，则需要采用风机强制送风类型的通风地板产品，以突破地板出风口的送风瓶颈。风机通风地板，是机房送风气流组织的一种远端辅助部件，用来将空调机组所产生的冷量（冷风）强制的配送到IT机柜进气口处，用来解决传统空调系统送风方式的不足、尤其是高热密度服务器的应用需求。 

风机通风地板送风冷却效果模拟图 

目前，我们的机房节能地板送风单元产品----风机地板（中国发明专利申请号：200910090313）由高通风率的风口地板、强制送风机、红外温度传感器及控制电路等组成，其尺寸与标准地板相同，安装时，只需要在高功率密度的机柜前替代原来的地板即可。 

风机地板样式如图： 

风机地板安装状况及运行效果如图： 

红外测控风机通风地板特点： 

* 模块化设计，可以任意放置，可针对改造项目和新增服务器单独设置； 

* 标准地板尺寸600x600x175mm，而且风机地板对地板架设最低高度要求仅180mm（此亦包括了地板下吸气空间），可满足绝大多数现有下送风机房的环境应用和改造； 

* 送风在IT机柜进气口端面形成冷风幕，屏蔽冷热风的短路； 

* 可以根据IT设备及服务器运行情况，从0-100%分段调节风量及风压，送风风压保证25%功率段的运行即可满足IT机柜顶部的冷却，可满足虚拟机和刀片服务器满配载应用； 

* 提高机房送风准确度及送风效率，能效比节约显著，经过精确的现场规划设计、参数设定后不会出现机房内靠近空调机组前端的IT机柜送风量过高、时间过长导致后端机柜送风较弱而产生不可估测的过热现象； 

* 与风机地板群控系统联动的机房空调机组，可满足按需开启的功能，达到智能化运行，可令空调机组节能40%以上，机房空调的选型可完全根据服务器耗冷量选配，无需放大设计余量； 

* 具备冗余设计的高效长寿型风机，每台总风量>4000m /h，送风风压高于65Pa，开启部分风机即可满足机柜上部冷却需求； 

* 高通风率通风板风口为碳钢承重风口，通风率达60%以上，承载>1400kg； 

* 单/双向可调角度百叶风口，可满足冷通道内两侧分布的机柜双向45~90º送风； 

* 对原有机柜无需进行任何改装和接触（机柜内部或背面无需安置感温探头）； 

* 简洁机柜进风口红外温度+送风温度探测控制模式，参数采集无误，冷却迅速；可控制IT机柜进气口的气流温度保证在22±2℃之内。 

* 配备德国原装红外送风温度传感器，部件均装在高通风率地板风口的内部； 

* 可实现集中监控的DDC控制器，具备RS485联网/监控接口； 

* 完备的报警功能，配备消防、远程紧急关断的接入点； 

* 配备照明型开关及过流保险，保证风机地板供电、维修关断时对UPS电源无浪涌、对网络无闪断等干扰，配有完备的防静电地板工作地与机组保护地绝缘隔离的措施。 

* 可选配标准全钢地板和不同高度木地板以及面板花纹、颜色等规格的产品。 

因机房现均有不同程度的上述局部热点和能耗超高问题，或者在建机房希望防患于未然，故我们可以提供规划设计工程师进行实地勘察并提出完整改进方案和建议。并且机房用户可免费试用我方所提供的风机通风地板样机应用于已运行的机房，解决局部热点难题以及机房空调系统化节能改进。 

我们由衷欢迎工程设计方、建设方、各级集成商参与我们产品与方案的推广。