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[導(dǎo)讀]針對(duì)數(shù)據(jù)中心氣流組織不佳的問(wèn)題，本文提出了一種冷熱空氣流控制優(yōu)化的方案，能夠有效地控制冷熱空氣混雜，提高制冷系統(tǒng)運(yùn)行效率，降低數(shù)據(jù)中心能耗。

數(shù)據(jù)中心能源消耗巨大和能源利用效率低下的現(xiàn)狀，揭示了數(shù)據(jù)中心行業(yè)存在著巨大的節(jié)能空間，綠色節(jié)能自然而然也就成為了當(dāng)前和未來(lái)數(shù)據(jù)中心建設(shè)的一個(gè)主流需求。針對(duì)數(shù)據(jù)中心氣流組織不佳的問(wèn)題，本文提出了一種冷熱空氣流控制優(yōu)化的方案，能夠有效地控制冷熱空氣混雜，提高制冷系統(tǒng)運(yùn)行效率，降低數(shù)據(jù)中心能耗。

統(tǒng)計(jì)，中國(guó)現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心50多萬(wàn)個(gè)，其中老舊機(jī)房占80%。老舊機(jī)房規(guī)模較小，建立時(shí)由于技術(shù)落后，方案陳舊，在很大程度上造成了能源的浪費(fèi)其中以制冷環(huán)節(jié)為代表，由于缺乏對(duì)制冷空調(diào)的設(shè)備史'新與部署的優(yōu)化。使制冷方案的能耗大大超出了所需要的范圍主要存在的問(wèn)題如下：

(1) 空調(diào)高能耗、低效率機(jī)房空調(diào)的作用對(duì)象是發(fā)熱M集中的IT設(shè)備，而現(xiàn)有機(jī)房空調(diào)技術(shù)測(cè)定的均是機(jī)房溫度，往往呈現(xiàn)機(jī)房溫度降下來(lái)但設(shè)備持續(xù)高溫的狀態(tài)，最終造成機(jī)房空調(diào)高能耗、低效率的狀況；

(2) 數(shù)據(jù)中心內(nèi)部環(huán)境溫度不均，這是房間內(nèi)氣流組織不佳，不能將冷風(fēng)均勻、有效地作用于IT設(shè)備上造成的；

(3) 設(shè)備基本性能問(wèn)題。一些老舊機(jī)房所用空調(diào)設(shè)備偏舊，不注意能源的耗費(fèi)，尤其是水泵、風(fēng)機(jī)、閥門、控制部件、操作方式等方面沒(méi)有得到最好的調(diào)配與運(yùn)用或沒(méi)有及時(shí)更換設(shè)備，故導(dǎo)致整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生電力的耗費(fèi)；

(4) 設(shè)計(jì)、施工與運(yùn)維沒(méi)有采取節(jié)能優(yōu)化方案；

(5) 機(jī)房設(shè)計(jì)遠(yuǎn)期規(guī)劃不到位。為了保證數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展性，在大力發(fā)展這一產(chǎn)業(yè)的同時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)中心節(jié)能工作加大力度是刻不容緩的。節(jié)能減排工作不僅可以減少對(duì)環(huán)境的破壞，履行社會(huì)責(zé)任，也是企業(yè)降低成本，增加效率的優(yōu)良方案。

方案設(shè)計(jì)

作為節(jié)能改造的主要對(duì)象，老舊機(jī)房普遍使用機(jī)房空調(diào)作為制冷機(jī)制在達(dá)到制冷目的的同時(shí)，由于對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的不專業(yè)處理和對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)冷熱空氣流控的不恰當(dāng)，使制冷成為了數(shù)據(jù)中心能耗問(wèn)題的一個(gè)主要因素。

數(shù)據(jù)中心風(fēng)流控制是制冷能耗方商存在的一個(gè)較大問(wèn)題。由于數(shù)據(jù)中心內(nèi)部部署著大量的電子設(shè)備，其中以服務(wù)器為主，它們?cè)谶\(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候不斷產(chǎn)生大量的熱能。當(dāng)制冷設(shè)備提供的冷空氣和電子設(shè)備所產(chǎn)生的熱空氣同時(shí)存在于機(jī)房?jī)?nèi)時(shí)，冷熱空氣形成混雜，使室內(nèi)溫度變得不平均，導(dǎo)致制冷效率變低。而為使機(jī)房?jī)?nèi)每個(gè)角落的電子設(shè)備都可以滿足應(yīng)有的制冷需要，不得不人為降低制冷溫度，加大空調(diào)功率，這就加大了無(wú)謂的能源損耗，提高了運(yùn)營(yíng)成本。所以在進(jìn)行數(shù)據(jù)中心節(jié)能改造時(shí)，優(yōu)化機(jī)房?jī)?nèi)部的冷熱空氣控制，減少熱點(diǎn)的產(chǎn)生成為了一個(gè)重要方向，針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了數(shù)據(jù)中心冷熱空氣流控制優(yōu)化方案設(shè)計(jì)。

1、冷熱通道部署與隔離

服務(wù)器與一些電子設(shè)備的風(fēng)流通常以前段進(jìn)風(fēng)、后端出風(fēng)的形式出現(xiàn)。如果服務(wù)器全部以面向一方出改變機(jī)柜的部署位置便可以快速優(yōu)化室內(nèi)冷熱空氣流的控制。使服務(wù)器與電子設(shè)備按照“面對(duì)面、背對(duì)背”的形式進(jìn)行擺放，形成一種冷通道和熱通道結(jié)構(gòu)，讓冷空氣與熱空氣有效地分開(kāi)，如圖2所示。

在此基礎(chǔ)上，采取冷熱隔離方式可以吏加有效地控制數(shù)據(jù)中心內(nèi)部冷熱空氣的混雜。同時(shí)，可以對(duì)熱通道中的熱能進(jìn)行集中，并疏導(dǎo)至空調(diào)設(shè)備，從而提高空調(diào)設(shè)備的功效,達(dá)到節(jié)能效果，如圖3所示：當(dāng)需要進(jìn)行改造的數(shù)據(jù)中心的硬性條件不允許重新調(diào)整機(jī)柜位置時(shí)，可以采用遮擋的手段進(jìn)行簡(jiǎn)易地冷熱空氣隔離、疏導(dǎo)與控制。實(shí)驗(yàn)證明，僅通過(guò)冷熱通道部署優(yōu)化就可以為制冷系統(tǒng)節(jié)約能耗約10%以上。

2、制冷系統(tǒng)送風(fēng)優(yōu)化

制冷系統(tǒng)中冷空氣至電子設(shè)備之間的傳送距離越短制冷效果越好，即制冷設(shè)備的送風(fēng)口與電子設(shè)備的進(jìn)風(fēng)口之間的距離越近越有效率，從而減少制冷設(shè)備的能耗。優(yōu)化送風(fēng)機(jī)制的節(jié)能策略在實(shí)施過(guò)程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的不同可分為上送風(fēng)與下送風(fēng)兩種不同的選擇。通過(guò)在機(jī)房頂端或架高地板下方制造風(fēng)槽，在機(jī)柜前段制造出風(fēng)口，準(zhǔn)確地將冷風(fēng)送到電子設(shè)備前端的進(jìn)風(fēng)口。此項(xiàng)措施同樣可以減少冷熱空氣的混雜，使制冷系統(tǒng)的效率提高，降低運(yùn)營(yíng)成本。

3、數(shù)據(jù)中心內(nèi)氣流監(jiān)測(cè)管理

在數(shù)據(jù)中心內(nèi)進(jìn)行氣流管理，通過(guò)設(shè)置傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)氣流監(jiān)測(cè)，運(yùn)用CFD模擬軟件對(duì)房間氣流流場(chǎng)進(jìn)行模擬分析，如圖4所示。根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定主要熱點(diǎn)的相關(guān)信息。然后，采用按需調(diào)整的方式對(duì)制冷設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化處理，提高制冷設(shè)備的工作效率，如圖5所示。

結(jié) 論

在造成數(shù)據(jù)中心能耗過(guò)高的原因中，冷熱空氣混雜是一個(gè)非常影響制冷設(shè)備效率的問(wèn)題，采用冷熱通道部署與隔離、制冷系統(tǒng)送風(fēng)優(yōu)化和氣流監(jiān)測(cè)管理等更加科學(xué)的策略方法可以解決上述問(wèn)題，使數(shù)據(jù)中心整個(gè)制冷系統(tǒng)效率提高，達(dá)到節(jié)能的效果。

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文章編輯：CobiNet(寧波)  
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