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数据中心冷却[12]:风冷气流组织

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发表于 2022-5-17 19:34:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
    数据中心的安全高效稳定可靠运行需要营造一个温湿度适宜的空间环境。数据中心风冷技术主要是通过精密空调来实现的,其主要作用是调节空气中的温度、湿度以及洁净度。数据中心风冷气流组织(如图1)按运行分为机房内、机柜内以及设备内。设备内的气流组织属于设备厂家设计考虑因素,而机房内、机柜内的气流组织情况是数据中心气流组织规划的内容。
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图1数据中心风冷技术[源于网络]
本文以机房为典型案例来阐述数据中心的气流组织形式。机房的气流形式主要分为上送风、下送风、侧送风,回风方式根据不同情况有所不同。常见的机房气流组织有上送分下回风,下送风上回风和侧送风侧回风。
(1)上送风下回风
上送风下回风广泛应用于机柜和传统机房空调。一般采用开放式机柜布置,面对面、背靠背布局。虽然上送风由于采用上走线方式,能快速发现漏水等现象,同时没有活动地板,不易积灰,减少了维护管理工作量。但是这种方式先冷空间,再冷设备,没有物理隔离冷热气流,造成严重的气流短路现象,冷风利用率极低,且普遍存在热岛效应,目前数据中心机房已经很少使用。
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图2上送风下侧回风气流组织
(2)下送风上回风
地板下送风方式是目前数据中心空调制冷送风方式的主要形式,在金融信息中心、企业数据中心、运营商IDC等数据中心中广泛使用。在数据中心机房内铺设静电地板,静电地板高度为20-100cm,甚至高达2m。将机房专用空调的冷风送到静电地板下方,形成一个很大的静压箱体,静压箱可减少送风系统动压、增加静压、稳定气流、减少气流振动等,使送风效果更理想。再通过带孔地板将冷空气送到服务器机架上。回风可通过机房内地板上空间或专用回风风道(天花板以上空间)回风。下送风最大的优势是将低温空气直接从底部送到通信设备内,吸收通信设备的热量后,从机房顶部回到空调机组顶部。空调风流动方向与空气特性相一致,容易得到好的空调效果,同时相比于上送风,机房内更美观且投资会相对较低。但是下送风活动地板下面极易藏污纳垢,而且清理很难,严重时影响通信设备的正常工作。同时下送风空调方式的加湿给水管、凝结水排水管都布置在活动地板内,出现问题时不易发现,易造成安全隐患。这对安全生产是最不利的。
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图3下送风上回风气流组织
(3)侧送风侧回风
侧送风口一般布置在房间的侧墙上部,空气横向送出,气流吹对面墙上转折下落到工作区以较低速度流过工作区,再由布置在同侧的回风口排出。根据房间跨度大小,可以布置成单侧回和双侧送双侧回。在机房室内净空较低以及计算机设备布置较密时,部分回风气流有可能被机柜阻挡,形成不了一个通畅的气流回路,造成局部滞流或出现小区的涡流。机房内出现的不均匀温度场,影响着部分机柜散热的冷却效果。侧送侧回一般适合于工作区域较小的机房。
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图4侧送风侧回风气流组织
最后,需指出的是,无论是采取何种风冷技术,对整个风冷系统的运维都是极为关键的。只有制定了高效的制冷气流管理策略,定期对风冷系统进行合理地维护,才能充分发挥冷却系统的作用。

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