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如何正确选择封闭冷通道和热通道

发布时间:2021-03-30 点击数:42

大家都知道,隔离冷(热)通道是来源于TIA942《数据申心通信基础架构标准》中要求机房内计算机设备及机架采用“冷热通道”的安装方式,其核心指导思想就是我们在上节所阐述的“合理规划数据中心气流组织”,那么在现实的设计与实施过程中,遇到了问题怎么办?要以什么为基准来进行分析与处理呢?这也就是我下面要跟大家分享的两个基本原理。

00容器原理

a) 名称定义

把数据中心中的静电地板以下的部分静压仓定义为容器体积(M);

把经过气流组织规划后的冷通道区域定义为容器体积(M1);

把精密空调送出的冷风量定义为(Q);

把单台机架所需的冷风量定义为(Q1);

把静电地板下静压仓的送风速度定义为(S);

b) 原理阐述

当在机房中布置了冷(热)通道后,单台机架所需的冷风量(Q1)是不变的,由于精密空调送出的冷风经过了M、M1不同的两个静压仓,这时我们假设容器M及其送风速度S为恒定不变,那么容器M1的压力Pa1是否足够就取决于容器M1的大小了,也就是Pa1是与M1的大小成反比的;而当我们假设精密空调的送风量Q为恒定不变,那么容器M1如果增加,就会得不到足够的压力,也就不能快速给机架散热。

c) 结论得出

通过以上的问题分析,我们不能得到足够的冷风风量Q1,也就可以这么说,在机柜高度相同的情况下,1200mm宽的冷通道要比1800mm宽的冷通道所得到的效果要好。

说到这里了,似乎有人会问,那为什么我们的静压仓的高度会越来越高呢?其实静电地板的净空高度增加,是为了减小送风的压力对IT设备所产生的影响,因为压力越大,其送风速度也就快了很多,它们经过IT设备后,只是简单把把热量带走,而并没有对IT设备进行足够的冷却,还是没有达到满意的效果。

冷热通道系统业界谈论最多的当属:“是布置封闭冷通道,还是布置封闭热通道?”。那么实际案例当中,我们应该如何来正确的选择呢?现在我们姑且不讨论怎样来做出选择,首先我们来看看这两种方案分别有什么不同。

01 选择冷/热通道封闭的前提条件

并不是所有的数据中心机房都适合布置封闭冷通道与热通道,主要还是看其数据中心的发热量的大小,如果发热量不是很大(一般是以单机架发热量不超过4KVA为基准),那这个时候是即可以选择冷通道封闭,郭鹏学暖通又可以选择热通道封闭布置。其它情况笔者认为还是选择布置封闭冷通道为最佳。为什么这么说呢?

第一,选择布置封闭热通道后,我们把机房中除机架外当成是一个密闭的容器(M1),单台机架的发热量(Q1)是不变的,那么要散去这些热量,是不是精密空调送出的冷气风量要更加多呢?也就是说当发热量恒定时,容器的大小与送风量是成反比的。从这一点来说,布置封闭热通道会增加空调的功耗。

第二,选择布置封闭冷通道后,我们也把冷通道区域当成是一个密闭的容器(M2),单台机架的发热量(Q2)是不变的,那么要散去这些热量,是不是精密空调送出的冷气风量要比布置封闭热通道小些呢?

02布置封闭冷/热通道后机房环境

布置封闭热通道后,机房剩余空间即处于一个冷空气区域,经常出入机房的人会感觉到机房很冷,但设备却不一定得到足够压力的冷气。

布置封闭冷通道后,机房剩余空间即处于一个热空气区域,经常出入机房的人可能会感觉到有些温度适应,并且设备也能得到了足够压力的冷气。

03布置封闭冷/热通道的先决条件

布置封闭冷通道的先决条件是:要求精密空调为下送风、上回风的系统,同时为保证送风量,静电地板的净空间至少为450mm。

布置封闭热通道的先决条件是:除了要求精密空调为下送风、上回风的条件外,还特别要求数据中心机房必须具备良好的回风、新风系统。所以从这一点来说针对改造机房是不适合布置封闭热通道的。因为老的机房不一定具备良好的回风系统。

04两种封闭方式施工难易度对比

从布置封闭冷(热)通道的先决条 件来看,布置封闭热通道的施工难度明显比布置封闭冷通道要大很多。主要体现在以下几个方面:

1)它所涉及到的回风管道安装与布置,是需要布置天花板(而目前大多数大型数据中心是不需要布置天花的板)。

2)布置回风管道需要增加隔热材料及排风设备,这样才能有效的将热气排出。

3)封闭热通道或者冷通道,两者的材料及工作量相差不大。

05布置封闭冷/热通道的后期维护

布置封闭冷通道后,其后期基本上没有维护的成本,就算是需要对机房内的照明更换,其也可以很方便的将冷通道顶棚移开。

布置封闭热通道后,热气有可能不是很快排出,所以需要增加排气风扇,这也给后期维护带来了很多的麻烦,风机是一直都在运行,不可能不会出现故障,那就需要更换排风风机,工作量也会增加。

06布置封闭冷/热通道后节能数据

在允许布置封闭热通道的情况下,其布置封闭冷(热)通道后的节能效率数据是相差还是有的,其冷通道约可以节能30%,而热通道由于需要加装回风风机,所以其节能效率明显要低于30%,有的地方可能还达不到10%。在每台(列)机柜后顶部都有可能需要安装一台回风风机。

07布置封闭冷通道和热通道与消防联动


消防一直是数据中心最为关注的预防综合性安全系统。在这里我们不是要谈消防怎样,而是要说当单个机房遇到火灾后会是怎么样的情形?因为所有的IT设备电源、机柜电源都是布置在机架的后部,即使IT设备的电路板会有一部分在前端,当设备发生着火时,也是从机架的后部开始着火,本着遇到火灾先灭火的原则,应该在热空气区域安装有主要消防喷头,也可以在冷空气区域安装辅助喷头。

布置封闭冷通道与消防联动似乎关系不是很大,但如果要布置封闭热通道,那就与联防联动有莫大的关系。也就是说,我们在布置冷通道的时候为了能与消防进行联动,而采用磁力锁封闭顶板的做法是不妥的。这样不仅对消防起不到什么关键性的作用,而且还增加了能量的损耗。

总的来说:从施工角度来看,密闭冷通道必须要有架高地板,而密闭热通道必须要有回风装置,比如风管、回风风机等;从门禁管理角度来看,密闭冷通道中机柜都是面对面的,可以实现通道级门禁和机柜级门禁,而密闭热通道中机柜都是背对背,需要设置机柜级门禁;从运维人员舒适度来看,密闭冷通道的机房里,通道外的温度高,人员舒适度低于密闭热通道的机房。

转自 360机房网

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