發(fā)布時間:2019-01-24 發(fā)布者:安德力士
(一)機房為什么要設(shè)計冷熱通道?
因為機房通過“熱通道”(Hot Aisle)和“冷通道”(Cold Aisle)的方式,改變以往數(shù)據(jù)中心機柜面朝同一方向擺放的做法,采用“面對面、背靠背”的機柜擺放方式,這樣符合了服務(wù)器等IT設(shè)備從正面進風(fēng)、從后面排風(fēng)的設(shè)計,將冷、熱空氣分區(qū),避免前排機柜排出的溫/熱空氣與冷空氣混合進入后排機柜,導(dǎo)致制冷效果降低的問題,提高了制冷效率。
機柜布置可以適當(dāng)改變排列方式以及采取適當(dāng)?shù)拇胧┬纬衫錈嵬ǖ赖母綦x,改變環(huán)境氣流組織和減低冷通道的溫度梯度,改良機柜內(nèi)的有效制冷效果,從而達到節(jié)能的目的。機房設(shè)計冷熱通道主要就是節(jié)約能源消耗。
(二)機房冷熱通道的設(shè)計原則
信息中心的主要服務(wù)設(shè)備有存貯系統(tǒng)、主機系統(tǒng)、高性能機架式服務(wù)器和刀片式服務(wù)器等。設(shè)計原則是提高機器的空間密集度達到節(jié)約機房空間和相對的能耗減少;一個機柜部署多臺刀片服務(wù)器時,電力不足的矛盾非常突出,散熱問題也突顯出來。
因此運行虛擬服務(wù)器系統(tǒng)也是今后解決這個問題的方法之一。通過高性能服務(wù)器和虛擬服務(wù)器系統(tǒng)的使用,可大大減少實體服務(wù)器的數(shù)量,在滿足業(yè)務(wù)使用要求的前提下,達到了節(jié)能減排的目的,并使機房配套設(shè)備的投資也大大減少。
設(shè)計原則一:場地布局
新建的數(shù)據(jù)中心的場地,并不是專為數(shù)據(jù)中心考慮的建筑場地,而是要把兩個教室打通后改建成數(shù)據(jù)中心的場地。
這就涉及到兩個重要的問題:一是承重、二是層高。
(1)承重的問題是通過在機柜地板下加散力架的方式解決,這樣使空間高度不足的問題更突出,需要更好地組織氣流,以致不阻礙于冷通道的氣流流動,為此機柜的排列就很關(guān)鍵。在規(guī)劃設(shè)計時采用了下送風(fēng)上排風(fēng)的氣流組織方式,強電與弱電的布線都采用了上走線的方式,這樣為今后維護帶來方便的同時,冷通道的阻力大為減少,有可能降低地板高度,通過上述措施,把地板的安裝高度控制在35cm。
(2)層高:天花板上部的上層空間中還要布置氣體滅火管道和新風(fēng)換氣管道等,熱回風(fēng)通道的安排較困難,大截面的熱回風(fēng)管道在工程施工中難以實施,而且因機房的機柜排列方向的長度較大,回風(fēng)的勻衡也很難保證,需將天花板的上層空間經(jīng)特殊處理作為熱回風(fēng)管道來解決了這個問題。
機房中機柜的排列形式的安排,從美觀和節(jié)能性上進行考慮,規(guī)劃設(shè)計中沒有采用常用的多列機柜排列的方式,而是采用雙列機柜面對面的長排列方式,這樣的布置在不減少機,柜排列密度的情況下,美觀性非常好,無論是從監(jiān)控機房看進去,還是在機房內(nèi)部,通透性都很好為減少冷熱鳳主通道上的阻力也提供了方便。
設(shè)計原則二:UPS電源
由數(shù)據(jù)中心的特點可知,雖然數(shù)據(jù)中心是整體建設(shè)的,但數(shù)據(jù)中心的設(shè)備的增加是逐步的,因此供電能力也應(yīng)該是階段式提高才行。在規(guī)劃設(shè)計中,讓UPS機房相對獨立,并留有UPS設(shè)備的擴展空間。數(shù)據(jù)中心機房的機柜一次性到位,數(shù)據(jù)中心機房的電源分配列頭柜與UPS電源房的電源輸出配電柜之間的電纜的容量按全部機柜“滿載”容量的供電量配置設(shè)計,UPS設(shè)備的供電能力則不滿配。UPS供電能力按機房的設(shè)備量階段性地增加,有擴展的余地。
UPS供電系統(tǒng),可采用2N或者2 (N十l)方式,確保供電可靠性和擴展性。通過UPS電源的按需階段式擴展,可以避免大馬拉小車的現(xiàn)象,UPS電源設(shè)備的投資減少的同時,也達到了節(jié)能減排的目的。
設(shè)計原則三:機房空調(diào)
機房的散熱冷卻是確保數(shù)據(jù)中心安全可靠運行的基本條件之一,通常是在機房內(nèi)安裝精密空調(diào)。對于數(shù)據(jù)中心而言,當(dāng)機房的設(shè)備"滿載"運行時,會有較大的發(fā)熱量,但對新建的數(shù)據(jù)中心而言,由于設(shè)備的增加會有一個較長的時間過程,而且一年中不同季節(jié)的空調(diào)的負荷量也是在變化的,要適應(yīng)于散熱容量變化量較大的發(fā)展需求,為了達到節(jié)能減排的目的,我們在規(guī)劃設(shè)計中,選配了兩臺空調(diào),空調(diào)總?cè)萘恳獫M足機房設(shè)計“滿載”時的調(diào)節(jié)能力,每臺空調(diào)有雙機組、能分組獨立運行,這樣2臺空調(diào)4個機組能按熱容量自動地動態(tài)調(diào)整,按需自動運行不同數(shù)量機組來滿足經(jīng)濟運行,從而完成了空調(diào)機組運行的節(jié)能減排。
設(shè)計原則四:冷熱通道隔離封閉
機柜長排列的方式也為低成本處理冷熱通道的隔離提供了條件,在機房內(nèi)氣流組織完成冷熱通道隔離,這樣最大限度地提高能效,從而達到節(jié)能減排的目的。
機房內(nèi)冷熱通道隔離的設(shè)計是在機柜的上部安裝了鋼化玻璃,拉長了機柜的排列長度,并且高密度地安置了上回風(fēng)口,在機柜列的頭部不安排回風(fēng)口,使冷熱氣流不經(jīng)過機柜而直接短路的可能性減少到最小,相對地做到了讓冷熱氣流隔離。
設(shè)計原則五:節(jié)能減排
越來越強處理能力的服務(wù)器,越來越大容量的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,需要消耗更多的電能。而集成度越來越高的設(shè)備,發(fā)熱量越加集中,導(dǎo)致機房溫度控制是個很大的問題。
只有對降低機房能耗的新技術(shù)與新方法進行研究,力求通過合理選用服務(wù)器機架、合理進行散熱規(guī)劃、優(yōu)化機房設(shè)計、布局、使用等方面,提高機房散熱效率,降低數(shù)據(jù)中心機房的整體能耗,才能達到節(jié)能減排的目標(biāo)。
(三)機房冷熱通道施工
1、機房的機柜布置
(1)機柜呈面對面排列,形成冷通道,出風(fēng)口在機柜面部的地板上。
(2)回風(fēng)口在A2~A16、B2~B16機柜的背面上方,B18機柜的上部放置垂直的弱電橋架經(jīng)天花板上部空間與外部走廊的弱電橋架相連;
(3)機柜的左側(cè)安置2個配電列頭柜(A1、B2),2個配電列頭柜的上部各設(shè)置了一個垂直橋架通往天花板上部,在天花板上部2個配電列頭柜通過水平橋架互連 (機房內(nèi)看不到),并與外部走廊的強電橋架相連;
(4)機柜采用面板開孔率>63%的寬800mm(600mm的標(biāo)準(zhǔn)機柜加200mm的側(cè)柜)、深1150mm的機柜,在每個機柜除了有600mm的設(shè)備安裝空間外,兩側(cè)有200mm的布線空間,可預(yù)置大量網(wǎng)絡(luò)線和多芯萬兆預(yù)連接光纜,直接放置到這個側(cè)柜的空間內(nèi),這樣弱電的連接線經(jīng)機柜背部左側(cè)柜可以直接連接到服務(wù)器,可靠性大大提高,由于沒用到的預(yù)放線纜在側(cè)柜內(nèi),前后有面板蓋住,所以多余的線纜看不到,美觀性很好。
(5)在機房的中間,安置了2個水平的弱電橋架位于天花板的下面,主要是考慮到日常維修的方便。這樣的安排是為了盡可能減少橋架的露出量,又不影響日常的使用,美觀性好。
2、冷熱通道隔離封閉措施
機房內(nèi)若不采取冷熱通隔離時,存在著一個較大的溫度梯度,為了滿足機柜中上部的關(guān)鍵設(shè)備能較好的散熱效果,有必要降低空調(diào)出風(fēng)的溫度,這樣就增加了空調(diào)的能耗。而通常的在機柜頂部加蓋的冷熱通道隔離封閉方式,存在著視覺效果壓抑和消防許可的問題。
(1)采取獨特的冷熱通道隔離封閉措施,在機柜的上部至天花板做完全封閉的冷熱通道隔離,即在機柜的上部加了鋼化玻璃,使冷熱氣流隔離。這樣可使冷通道的上下溫度梯度就很小,空調(diào)的出風(fēng)溫度就能適當(dāng)提高,從而達到節(jié)能的目的。在冷通道上部的天花板,仍使用統(tǒng)一的微孔天花板,以保持機房整體的美觀;
(2)并在冷通道和機房的左右兩側(cè),需要形成冷通道的每塊天花板上部加一張鍍鋅鐵皮,以防止冷通道上部的有孔天花板進行回風(fēng)。在機柜的兩列熱通道的上部,使用了較多的回風(fēng)口,以保證回風(fēng)口的吸風(fēng)量。在空調(diào)的上部回風(fēng)口加了一個空調(diào)投影面積相同的回風(fēng)管,直通天花板上部空間,與天花板的上部空間一起形成了一個橫截面積很大的回風(fēng)主管道,因熱通道的回風(fēng)口面積遠遠小于這個回風(fēng)主管道,所以保證了各回風(fēng)口的吸風(fēng)均衡。
(3)在天花板上部安裝獨立的新風(fēng)冷熱系統(tǒng)不受影響。這種冷熱通道隔離的措施,成本很低,而且燈光系統(tǒng)和氣體消防系統(tǒng)的處理方式可按通常的設(shè)計,機房整體視覺效果和美觀度極好,熱通道回風(fēng)效果也很好。