通信機房制冷新方法引發(fā)革命

隨著電子設備的不斷升級，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。

機房建設瓶頸

伴隨著IT技術日新月異的發(fā)展，機房建設領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)，還是整體機房設計理念都存在發(fā)展和建設的瓶頸，各大企業(yè)也都在尋找解決方案來突破技術難關。對于供電系統(tǒng)，各大廠家紛紛把目光轉到利用可持續(xù)能源上，如風光發(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)內人士所看好。阿爾西作為機房的配套設備廠家，就現(xiàn)有機房制冷系統(tǒng)出現(xiàn)的空調問題討論如下，主要表現(xiàn)為：第一，常規(guī)配置的空調機組無法滿足機房內冷量與風量的需求，導致電子設備的發(fā)熱量不能及時消除，機房內的環(huán)境溫度高于正常的設定溫度，不利于電子設備的穩(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量的空調機組，導致機房內冷量過剩，這種過度規(guī)劃的情況不僅增加了空調設備的負擔，而且增加了運營商的初投資；第三，機房內空調的布局以及氣流組織不佳，影響了機房內的制冷效果。目前，大多數(shù)機房都采用鋪設高架地板下送風的方式為機架中的IT設備提供制冷，然而這種自下而上的送風方式，機架頂部1/3處的部分往往冷量不足，空調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，提高機房內空氣處理設備的效率

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，得出結論，合理的機房空調布局以及氣流組織的分布會減少局部熱點的產生或者盡量降低局部熱點的溫度，使機房內空氣的溫度分布均勻，使機房空調機組達到最佳的制冷效果，電子設備得到充分的冷卻。

機房空調新革命

機房專用空調機送回風形式是多種多樣的，主要有上送下回、下送上回、上送上回、中側送上下回等，目前機房空調系統(tǒng)中最常用的是高架地板下送風方式。然而，高架地板下送風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)展和電子設備的不斷升級，機柜功率越來越大，需要的配風風量也相應增加，此時，高架地板下送風存在兩個瓶頸：地板下送風截面積和地板的出風口的有效出風面積。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量必須增加機房面積。所以，地板下送風的氣流組織方式，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)域性的水平空調系統(tǒng)，并同時將若干高密度機柜布置成為冷熱通道送風系統(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)中心機房空調發(fā)展的趨勢

這種將制冷設備放置在IT設備列中的機房空調解決方案，最大的特點是通過水平送風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測性。針對IT設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空氣處理設備的效率。

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和就近配風方式設計理念，充分支持高密度趨勢，預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高架地板送風方式設計，對比傳統(tǒng)的空調系統(tǒng)(采用地板下送風方式)與行間冷卻(將制冷設備放置在IT設備列中的制冷方式)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%的輸入功率用于風扇和增濕等，相比之下，行間冷卻在70%IT負載下的效率預測高達95%左右，也就是只有5%的輸入功率用于風扇和增濕，提高了近15%的冷卻效率。

隨著電子設備的不斷升級，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。