《数据中心制冷知识汇编》之三:数据中心制冷的机房相关知识

第一节 机房空调的气流类型

机房空调从上向下的顶部气流:顶部气流意味着数据中心的空调将冷空气从顶部吹入数据中心。

机房空调从下向上的底部气流:空调将冷空气从底部吹出,并将气流吹入高架地板下区域。

设备气流流向:一般建议的设备气流模式为从前到后,小部分从前到上或者从前到后和顶部。

第二节 高架地板

高架地板在许多计算机房得到部署,因为带有活动地板的数据中心提供了很大的灵活性,可以根据需要提供冷却。通过高架地板进行冷却的原理:下气流式的空调将冷空气推到地板下,这将在地板下产生压力。有的地板砖带有穿孔,允许带有压力的冷空气进入计算机房。

第三节 非高架地板的部署

非高架地板设置仅在ICT设备使用前后型气流的情况下才能正常工作。当没有活动地板时,冷空气从侧面(行内冷却)或顶部冷热风管道直接提供给机架。

第四节 冷热通道

冷热通道设置:机架是前对前和背对背来部署。在热空气区域和冷空气区域之间存在更好的分离,从而提高效率。

CRAC的位置:为了使冷热通道正常工作,需要确保将空调放置在正确的位置。空调应垂直于热通道放置,确保来自机架后部的热空气以尽可能最短的路径返回空调。

穿孔地板和设备放置:不要放置太多的多孔地板,因为这会限制冷却IT设备所需的空气量,一般小于15%,使得地板下的静压箱保持一定压力。

在数据中心分配设备热负荷:在高架地板环境中,机架底部将有更多的冷空气供应量,高热负荷的设备放置在靠近地板的地方。

CFM/CMH设备冷却要求冷空气的温度和湿度在ASHRAE建议值的范围内,空气气流通常以CFM或CMH表示。

防止冷空气泄露和冷热混合:当使用高架地板时,需要确保冷空气只能到达应该去的地方,就是需要冷空气的区域。通常通过多孔砖的放置位置来引导,要避免机架内的空气泄漏,造成冷热混合,可以通过安装空白面板来实现。

冷热通道密封方案选择:

冷通道密封的优点:冷空气只能进入需要进气的设备前面的地方。如果想要在计算机房中密封某个过道,冷通道密封是一个很好的选择,因为冷风量与过道设备的要求相匹配。

热通道密封的优点:热通道密封,与冷空气分离,然后直接引导热空气回到空调或排出建筑物。

冷热通道对消防的影响:冷热通道密封的潜在缺点是房间内再建造一个房间,导致现有灭火系统的问题。

 

第五节 地板规划

冷通道中间的典型距离是7块地板,这将允许在每个机架前面的地板用于冷却目的并且在后面有足够的空间用于工作。如果机架深度超过90厘米,则需要在热通道中添加额外的地板砖以确保有足够的工作空间。

地板选择:多孔地板的选择对冷却能力有很大影响。市场上有各种各样的额定气流地板,每种都有自己的气流容量和强度性能。

机柜门:各种类型的门可用,需要仔细选择,在气流和物理保护之间取得平衡。一旦空气从高架地板中流出,就应该流过设备以提供冷却能力。因此,需要确保设备的前门允许足够的气流通过,但还要需要确保安全性不会受到影响。

图:地板规划

气流优化:直接从机架上移除热量,以避免在室内混合冷热空气,这将创建更好的冷却环境。一种方法是在机架后部创建一个管道,根据使用的机架,可能会导致机架深度略有增加。管道结构应该不覆盖整个机架侧面,因为这可能导致在灭火气体释放期间灭火气体的堵塞。

电缆管理:冷空气进入设备很重要,还需要确保热空气排出到热通道中的自由流动。错误的电缆管理原则和电缆管理臂可能导致排气堵塞。使用电缆管理臂,如果安装不当,往往会阻塞体积较小服务器上的热空气排放。

第六节 补充冷却

冷空气管道系统:从地板下收集冷空气,直接路由到负载,风扇是滑入式机架安装,很灵活。机柜的功率一般为5-6KW。

热风道风扇:清除热废气是针对高功率密度机柜的制冷的一种方法,热空气清除系统在热空气产生点收集热空气,直接路由到CRAC。机柜的功率一般为6-7KW。

辅助顶部冷却:对于约10kW至25kw的热负荷,可以使用传统的高架地板冷却和辅助顶部冷却。这些辅助单元可以放在天花板上或机架顶部。热空气管道还是直接从机架返回空调。机柜的功率一般为10-25 kW。
行内冷却:行内冷却的优点是冷却设备更接近产生热量的实际位置,提供所需要的冷空气,这提高了气流管理的效率。机柜的功率一般为10-25 kW。

机柜自冷却:机架内的冷却系统。在极高热负荷的情况下,本地机架冷却器具有完全冷热管道系统,在机架中提供冷却盘管,并有管道收集设备废气。机柜的功率一般为18-35 kW。

第七节 本章小结

本章介绍了数据中心制冷的与机房相关密切的知识点,多空地板,冷热通道,补充冷却,气流优化等。

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