通信機房制冷新方法引發(fā)革命

隨著電子設(shè)備的不斷升級，傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代高熱流密度機房的要求，因此阿爾西機房冷卻制冷系統(tǒng)不僅降低機房的TCO(總擁有成本)，而且提升制冷系統(tǒng)的冷卻效率，節(jié)能減排效果顯著，將成為新一代通信機房制冷系統(tǒng)的新寵兒。

機房建設(shè)瓶頸

伴隨著IT技術(shù)日新月異的發(fā)展，機房建設(shè)領(lǐng)域迫切需要一個革新，不管是從供電系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)，還是整體機房設(shè)計理念都存在發(fā)展和建設(shè)的瓶頸，各大企業(yè)也都在尋找解決方案來突破技術(shù)難關(guān)。對于供電系統(tǒng)，各大廠家紛紛把目光轉(zhuǎn)到利用可持續(xù)能源上，如風(fēng)光發(fā)電、燃料電池、柴油發(fā)電機綜合供電系統(tǒng)發(fā)展前景被業(yè)內(nèi)人士所看好。阿爾西作為機房的配套設(shè)備廠家，就現(xiàn)有機房制冷系統(tǒng)出現(xiàn)的空調(diào)問題討論如下，主要表現(xiàn)為：第一，常規(guī)配置的空調(diào)機組無法滿足機房內(nèi)冷量與風(fēng)量的需求，導(dǎo)致電子設(shè)備的發(fā)熱量不能及時消除，機房內(nèi)的環(huán)境溫度高于正常的設(shè)定溫度，不利于電子設(shè)備的穩(wěn)定運行；第二，高估IT負載，并按照超大負載確定制冷系統(tǒng)，配置相對大冷量和大風(fēng)量的空調(diào)機組，導(dǎo)致機房內(nèi)冷量過剩，這種過度規(guī)劃的情況不僅增加了空調(diào)設(shè)備的負擔(dān)，而且增加了運營商的初投資；第三，機房內(nèi)空調(diào)的布局以及氣流組織不佳，影響了機房內(nèi)的制冷效果。目前，大多數(shù)機房都采用鋪設(shè)高架地板下送風(fēng)的方式為機架中的IT設(shè)備提供制冷，然而這種自下而上的送風(fēng)方式，機架頂部1/3處的部分往往冷量不足，空調(diào)機組容易因為過熱而宕機。

圖1 阿爾西冷卻方式可獲得IT 負載剛釋放出熱空氣，提高機房內(nèi)空氣處理設(shè)備的效率

針對這一系列制冷問題，阿爾西對機房環(huán)境進行了仔細的考察，并就這一狀況進行了理論分析和計算，得出結(jié)論，合理的機房空調(diào)布局以及氣流組織的分布會減少局部熱點的產(chǎn)生或者盡量降低局部熱點的溫度，使機房內(nèi)空氣的溫度分布均勻，使機房空調(diào)機組達到最佳的制冷效果，電子設(shè)備得到充分的冷卻。

機房空調(diào)新革命

機房專用空調(diào)機送回風(fēng)形式是多種多樣的，主要有上送下回、下送上回、上送上回、中側(cè)送上下回等，目前機房空調(diào)系統(tǒng)中最常用的是高架地板下送風(fēng)方式。然而，高架地板下送風(fēng)的氣流組織方式已經(jīng)無法解決高密度機柜的制冷需求，隨著科技的發(fā)展和電子設(shè)備的不斷升級，機柜功率越來越大，需要的配風(fēng)風(fēng)量也相應(yīng)增加，此時，高架地板下送風(fēng)存在兩個瓶頸：地板下送風(fēng)截面積和地板的出風(fēng)口的有效出風(fēng)面積。故為了解決這個問題，高架地板越鋪越高，普通需要600mm以上，但是地板出風(fēng)口的面積已經(jīng)達到了極限，出孔率不可能達到100%，而增加每臺機柜所擁有的地板出風(fēng)量必須增加機房面積。所以，地板下送風(fēng)的氣流組織方式，目前只能滿足每臺機柜5kW以下的密度要求。解決5kW以上的高密度機柜的制冷需要必須打破傳統(tǒng)的單純下送風(fēng)方式，對部分高功率密度的機柜采用單獨配置區(qū)域性的水平空調(diào)系統(tǒng)，并同時將若干高密度機柜布置成為冷熱通道送風(fēng)系統(tǒng)，這種制冷方式可以提高冷卻效率，將成為高密度集成式數(shù)據(jù)中心機房空調(diào)發(fā)展的趨勢。

圖2 阿爾西制冷方式將成為高密度集成式數(shù)據(jù)中心機房空調(diào)發(fā)展的趨勢

這種將制冷設(shè)備放置在IT設(shè)備列中的機房空調(diào)解決方案，最大的特點是通過水平送風(fēng)方式使制冷效率得到極大的提升，并使高密度成為可能，同時也解決了機房局部熱點、機柜局部熱點問題。該送風(fēng)方式縮短了氣流路徑，可減少冷熱氣流混合的機會，借以提高氣流的可預(yù)測性。針對IT設(shè)備的氣流分配可更精確地控制不斷變化的氣流速度，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，以滿足附近IT負載的需求。另外，這種冷卻方式可以獲得IT負載剛剛釋放出熱空氣，減少其與周圍空氣混合的機會，極大地提高了機房內(nèi)空氣處理設(shè)備的效率。

圖3 兩種制冷系統(tǒng)的冷卻效率比較

阿爾西認為這種革命性的水平送風(fēng)和就近配風(fēng)方式設(shè)計理念，充分支持高密度趨勢，預(yù)測最大支持單機柜高達30KVA的負載，此外，通過提高制冷效率和送風(fēng)效率，會使系統(tǒng)PUE(PowerUsageEffectiveness)得到很大幅度地提高。

以每機架的平均功率為10kW為例，機房冷卻解決方案采用機房專用空調(diào)高架地板送風(fēng)方式設(shè)計，對比傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)(采用地板下送風(fēng)方式)與行間冷卻(將制冷設(shè)備放置在IT設(shè)備列中的制冷方式)兩種制冷系統(tǒng)的冷卻效率，如圖3所示，傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)在70%IT負載下的效率為80%左右，也就是說20%的輸入功率用于風(fēng)扇和增濕等，相比之下，行間冷卻在70%IT負載下的效率預(yù)測高達95%左右，也就是只有5%的輸入功率用于風(fēng)扇和增濕，提高了近15%的冷卻效率。

隨著電子設(shè)備的不斷升級，傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代高熱流密度機房的要求，因此這種行間冷卻的制冷系統(tǒng)不僅降低機房的TCO(總擁有成本)，而且提升制冷系統(tǒng)的冷卻效率，節(jié)能減排效果顯著，將成為新一代通信機房制冷系統(tǒng)的新寵兒。