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[導讀]針對數(shù)據(jù)中心氣流組織不佳的問題，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前和未來數(shù)據(jù)中心建設的一個主流需求。針對數(shù)據(jù)中心氣流組織不佳的問題，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)運行效率，降低數(shù)據(jù)中心能耗。

統(tǒng)計，中國現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心50多萬個，其中老舊機房占80%。老舊機房規(guī)模較小，建立時由于技術落后，方案陳舊，在很大程度上造成了能源的浪費其中以制冷環(huán)節(jié)為代表，由于缺乏對制冷空調的設備史'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題如下：

(1) 空調高能耗、低效率機房空調的作用對象是發(fā)熱M集中的IT設備，而現(xiàn)有機房空調技術測定的均是機房溫度，往往呈現(xiàn)機房溫度降下來但設備持續(xù)高溫的狀態(tài)，最終造成機房空調高能耗、低效率的狀況；

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

(3) 設備基本性能問題。一些老舊機房所用空調設備偏舊，不注意能源的耗費，尤其是水泵、風機、閥門、控制部件、操作方式等方面沒有得到最好的調配與運用或沒有及時更換設備，故導致整個空調系統(tǒng)產(chǎn)生電力的耗費；

(4) 設計、施工與運維沒有采取節(jié)能優(yōu)化方案；

(5) 機房設計遠期規(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，對數(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環(huán)境的破壞，履行社會責任，也是企業(yè)降低成本，增加效率的優(yōu)良方案。

方案設計

作為節(jié)能改造的主要對象，老舊機房普遍使用機房空調作為制冷機制在達到制冷目的的同時，由于對空調系統(tǒng)的不專業(yè)處理和對機房內冷熱空氣流控的不恰當，使制冷成為了數(shù)據(jù)中心能耗問題的一個主要因素。

數(shù)據(jù)中心風流控制是制冷能耗方商存在的一個較大問題。由于數(shù)據(jù)中心內部部署著大量的電子設備，其中以服務器為主，它們在運轉的時候不斷產(chǎn)生大量的熱能。當制冷設備提供的冷空氣和電子設備所產(chǎn)生的熱空氣同時存在于機房內時，冷熱空氣形成混雜，使室內溫度變得不平均，導致制冷效率變低。而為使機房內每個角落的電子設備都可以滿足應有的制冷需要，不得不人為降低制冷溫度，加大空調功率，這就加大了無謂的能源損耗，提高了運營成本。所以在進行數(shù)據(jù)中心節(jié)能改造時，優(yōu)化機房內部的冷熱空氣控制，減少熱點的產(chǎn)生成為了一個重要方向，針對這一問題進行了數(shù)據(jù)中心冷熱空氣流控制優(yōu)化方案設計。

1、冷熱通道部署與隔離

服務器與一些電子設備的風流通常以前段進風、后端出風的形式出現(xiàn)。如果服務器全部以面向一方出改變機柜的部署位置便可以快速優(yōu)化室內冷熱空氣流的控制。使服務器與電子設備按照“面對面、背對背”的形式進行擺放，形成一種冷通道和熱通道結構，讓冷空氣與熱空氣有效地分開，如圖2所示。

在此基礎上，采取冷熱隔離方式可以吏加有效地控制數(shù)據(jù)中心內部冷熱空氣的混雜。同時，可以對熱通道中的熱能進行集中，并疏導至空調設備，從而提高空調設備的功效,達到節(jié)能效果，如圖3所示：當需要進行改造的數(shù)據(jù)中心的硬性條件不允許重新調整機柜位置時，可以采用遮擋的手段進行簡易地冷熱空氣隔離、疏導與控制。實驗證明，僅通過冷熱通道部署優(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)送風優(yōu)化

制冷系統(tǒng)中冷空氣至電子設備之間的傳送距離越短制冷效果越好，即制冷設備的送風口與電子設備的進風口之間的距離越近越有效率，從而減少制冷設備的能耗。優(yōu)化送風機制的節(jié)能策略在實施過程中，根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境的不同可分為上送風與下送風兩種不同的選擇。通過在機房頂端或架高地板下方制造風槽，在機柜前段制造出風口，準確地將冷風送到電子設備前端的進風口。此項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，降低運營成本。

3、數(shù)據(jù)中心內氣流監(jiān)測管理

在數(shù)據(jù)中心內進行氣流管理，通過設置傳感器進行實時氣流監(jiān)測，運用CFD模擬軟件對房間氣流流場進行模擬分析，如圖4所示。根據(jù)計算結果確定主要熱點的相關信息。然后，采用按需調整的方式對制冷設備運行進行優(yōu)化處理，提高制冷設備的工作效率，如圖5所示。

結 論

在造成數(shù)據(jù)中心能耗過高的原因中，冷熱空氣混雜是一個非常影響制冷設備效率的問題，采用冷熱通道部署與隔離、制冷系統(tǒng)送風優(yōu)化和氣流監(jiān)測管理等更加科學的策略方法可以解決上述問題，使數(shù)據(jù)中心整個制冷系統(tǒng)效率提高，達到節(jié)能的效果。

本文來源于《》，由千家智客整理

文章編輯：CobiNet(寧波)  
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