让机房更凉快

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多数数据中心和网络机房制冷系统都存在各种基本的设计和配置缺陷，可能会导致无法获得既定的冷却性能，同时阻碍冷空气的流通。这些问题通常不会被发现，因为计算机机房通常以远低于设计目标的功率密度运行。然而，全新IT设备功率密度的增加，使得数据中心机架微环境逐渐接近其设计极限，进而暴露出无法提供有效冷却性能的问题。

低效冷却性能除可能降低系统可用性外，还可能导致成本大幅增加。Lawrence Berkeley国家实验室和APC 公司进行的独立研究显示，在一个消耗功率为500kW的典型数据中心内，冷却系统消耗的功率相当于整个IT负载消耗的功率。冷却效率降低20％，便可能导致整个功率消耗增加 8％，这对于一个使用寿命为10年的500kW数据中心而言，被浪费的电力成本约为70万美元。然而，这一严重的浪费本可以避免。

多种问题导致用户需要对数据中心的冷却系统进行进一步优化。这些问题包括冷却设备自身的设计和规范问题，以及整套系统向设备提供冷空气的过程等。本文重点介绍了与冷空气分配相关的冷却问题，以及与IT设备部署相关的设置问题。

冷空气分配

尽管机架通常被认为是一种机械支架，但它对于防止设备排出的废气重新循环进入设备进气口至关重要。废气将被轻微增压，再加上设备进气过程中的吸力，可能导致废气被重新吸入设备进气口。许多机架的设计不能适用于高密度IT环境。采用标准机架和盲板可以大幅减少空气再循环比例，并降低热区的数量。通过使用盲板和选择可以有效控制循环的机架对于降低热区温度的效果十分明显，并且可以显著提高系统可用性。

与冷却性能相关的最大生命周期成本是运行冷却设备和风扇需要消耗的功率的成本。数据中心冷却消耗的功率不受循环的影响，但冷却系统的效率却会受到显著的负面影响。这意味着循环将会加大与电力相关的成本。

空气流通的限制使得设备无法获得新鲜空气，进而导致温度升高。此外，机架前端或后端的气流限制还会加大在没有盲板的机架空间内的空气循环。因此，需要使用带有出色通风性能并在其后端拥有足够空间的机架，以避免电缆阻碍空气的流通。机架空间的合理布局对于确保机架拥有适当温度和流量的空气非常重要。冷空气到机架的流通状况是关键。改善机架布局的目标也是控制空气的循环，即避免CRAC空气在到达设备进气口前与热废气混合在一起。具体设计原理：尽可能将热废气与设备进气口冷气体隔离。

IT设备部署

设备的位置，特别是高功率设备的位置，可能显著增加数据中心面临的压力。当高密度、高性能服务器被组合成一个或多个机架时，便会出现高密度设备群。这种情况可能导致数据中心非常容易出现热区，并要求操作员采取正确措施，诸如降低空气温度设置点或添加CRAC设备等。基于这些原因，应尽可能分散放置设备。分散放置设备不会受到光纤和以太网连接的影响。

一些数据中心设置有高速打印机或宽幅打印机。这些打印机会产生大量静电。要消除这些静电，数据中心的湿度必须保持在50％左右。然而，对于没有高速宽幅打印机的数据中心而言，湿度应保持在35％左右，以消除静电。将数据中心的湿度值设为35％，而不是45％或50％，可以节约大量的水和能源，特别是在空气循环非常严重的环境中。

机架气流和机架设计是引导空气最大限度改进冷却效果的关键因素。但要确保最佳冷却效果，还有一个关键因素，即空气送风口与回风口设计。通风口位置不当会使CRAC空气在到达负载设备前与热废气相混合，从而引发各种性能问题和增加额外成本。

空气送风口的关键在于，将其置于尽可能邻近设备进风口处，将冷空气限制在冷通道内。对于地板下的空气分布，意味着要将通风口置于冷通道内。架空分配与活动地板分配系统一样有效，但架空分配的关键是要将分配通风口置于冷通道上部，而且这些通风口的设计必须要能引导空气直接向下进入冷通道。

设置回风口的关键在于，将其置于尽可能邻近设备排气口的位置，并从热通道收集热空气。在某些情况下，使用架空吊顶强制通风，这样回风口便可轻松地与热通道进行协调。当使用高敞开式整回风天花板时，最好的方法是将CRAC设备的回风口置于天花板尽可能高的位置，并用管道系统展开回风口，以协调回风口与热通道。

调查显示，冷却系统设计的大部分缺陷都是无心造成的，如果设计人员充分了解空气分配对数据中心的性能、可用性和成本的重要性，则不会造成这些缺陷。