局部熱量增大將改變制冷系統(tǒng)設(shè)計觀念

　　另一個與不斷增長的功率密度相關(guān)的重要問題是數(shù)據(jù)中心環(huán)境中增長的熱量。在數(shù)據(jù)中心，所有電力實際上都轉(zhuǎn)化為熱量，之后熱量又被排放回運行環(huán)境中。

　　多數(shù)數(shù)據(jù)中心機房制冷系統(tǒng)都存在各種基本的設(shè)計和配置缺陷，這可能會導(dǎo)致無法獲得既定的冷卻性能，同時阻礙冷空氣的流通。這些問題通常不會被發(fā)現(xiàn)，因為計算機機房運行的功率密度通常遠(yuǎn)低于設(shè)計目標(biāo)。然而，隨著IT設(shè)備功率密度的增加，使得數(shù)據(jù)中心機架微環(huán)境逐漸接近其設(shè)計極限，進而暴露出了無法提供有效冷卻性能的問題。

　　

　　 圖3 典型數(shù)據(jù)中心功率消耗分布

　　低效的冷卻性能除可能降低系統(tǒng)可用性外，還可能導(dǎo)致成本大幅增加。設(shè)計的缺陷可能將冷卻系統(tǒng)的效率降低20%或更多。圖3所示為典型數(shù)據(jù)中心功率消耗分布，冷卻系統(tǒng)消耗的功率接近整個IT負(fù)載消耗的功率。冷卻效率降低20%，便可能導(dǎo)致整個功率消耗增加8%。

　　要對數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)進一步優(yōu)化，不僅要考慮冷卻設(shè)備自身的設(shè)計和規(guī)范問題，還要注意整個冷卻系統(tǒng)為設(shè)備提供冷空氣的過程。

　　事實上，不斷增加的散熱需求對于目前的數(shù)據(jù)中心來說無異于又多了一個負(fù)擔(dān)。當(dāng)環(huán)境溫度超過一定限度時會導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生故障，而系統(tǒng)故障最終會導(dǎo)致意外的宕機。盡管現(xiàn)在的高架地板上通常可以放置新的空氣處理器，但是高架地板的高度對額外的空氣流動不利。尤其是電源和數(shù)據(jù)電纜數(shù)量的增加以及更大的冷卻水管可能會妨礙地板下空氣的適當(dāng)流動，最終導(dǎo)致缺少足夠的靜壓來冷卻高密度的機架設(shè)備。解決問題的一個辦法是在相應(yīng)的設(shè)備前增加額外的出風(fēng)口。這通常可以增加該點上的制冷量，但同時也會影響其他區(qū)域的靜壓。

　　另一個類似的方法是增加空氣處理器的功率。如果能夠用更大的風(fēng)扇吹出更多的空氣，出風(fēng)口就會得到所需的靜壓和冷卻。但是在某些的情況下，結(jié)果恰好相反。功率大的馬達(dá)產(chǎn)生的流速快的氣流可能會在鄰近的出風(fēng)口處產(chǎn)生文德里效應(yīng)。文德里效應(yīng)是一個基本的空氣動力學(xué)定律。根據(jù)此定律，當(dāng)流體以相對較高的速度通過一個表面時，對表面的壓力就會降低。

　　文德里效應(yīng)會導(dǎo)致某些部位致冷效果變差，使設(shè)備運行變得不安全。過去，即便數(shù)據(jù)中心失去致冷功能1個小時甚至更長時間，也能保持安全運行。但是如今，高密度數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的巨大熱量意味著如果致冷暫停幾分鐘，溫度就會上升，從而威脅設(shè)備的運行。

　　快速散熱的要求不僅影響系統(tǒng)設(shè)計，而且會影響致冷設(shè)備的維護。過去，在更換過濾器或維護空氣處理器時，出現(xiàn)短時間斷電不會有太大影響，但現(xiàn)在所帶來的危險已不可同日而語了。

　　
　　 圖4 熱通道—冷通道方法

　　因此，更高級別的空氣處理器冗余配置變得越來越普遍。附加的冗余配置使維護工作和設(shè)備故障不至于威脅到整個系統(tǒng)。這方面，一些基本的方法已經(jīng)取得了較好的效果，例如“熱通道—冷通道方法”。該方法是一種機柜布局方式，有助于最大限度地增加設(shè)備機柜入口處的冷氣量。如圖4所示。

　　使用這種方法，機柜的前端彼此相對，并在相應(yīng)的通道中裝有出風(fēng)口。這樣就形成了“冷通道”，有助于設(shè)備入口接受冷卻空氣。在后通道上，每個機柜的背面彼此相對，熱空氣排進該通道中就會上升并產(chǎn)生更強的對流循環(huán)。