數(shù)據(jù)中心內(nèi)設(shè)備眾多，內(nèi)部雖然有完善的空調(diào)系統(tǒng)，但實(shí)際上內(nèi)部溫度分布是不夠均衡的。即便現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心部署了出入通風(fēng)道，機(jī)柜前面是入風(fēng)道，后面是出風(fēng)道，這樣可以及時(shí)將熱量帶走。不過，由于不同的設(shè)備發(fā)熱功率是不同的，局部區(qū)域若放置有大功率設(shè)備，容易造成機(jī)房局部區(qū)域過熱現(xiàn)象，威脅數(shù)據(jù)中心的安全運(yùn)行，甚至造成個(gè)別設(shè)備因過熱而宕機(jī)、硬件損壞等嚴(yán)重問題，所以將數(shù)據(jù)中心機(jī)房內(nèi)的溫度控制在一定范圍內(nèi)，消除或降低局部熱點(diǎn)是非常重要的。為保證數(shù)據(jù)中心長期穩(wěn)定運(yùn)行，改善IT設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境，消除局部熱點(diǎn)、降低機(jī)柜局部溫度，下面我們就來探討一下數(shù)據(jù)中心局部熱點(diǎn)處理的一些方案。
一、現(xiàn)狀調(diào)查
二、數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生局部熱點(diǎn)的原因主要有以下7個(gè)方面：
1.單個(gè)機(jī)柜對(duì)應(yīng)的穿孔地板的送風(fēng)量與機(jī)柜內(nèi)IT設(shè)備所需的風(fēng)量不匹配造成機(jī)柜內(nèi)溫度升高。
2.機(jī)柜內(nèi)空閑U位空隙造成機(jī)柜內(nèi)溫度升高。
3.同列相鄰機(jī)柜間空隙造成機(jī)柜內(nèi)溫度升高。
4.機(jī)柜底部與靜電地板間空間造成機(jī)柜內(nèi)溫度升高。
5.熱負(fù)荷與投入制冷量的匹配不當(dāng)造成機(jī)柜內(nèi)溫度升高。
6.機(jī)柜孔密度與設(shè)備風(fēng)量的匹配造成機(jī)柜內(nèi)溫度升高。
7.數(shù)據(jù)中心設(shè)備隨著使用時(shí)間的延長，機(jī)柜內(nèi)一些老舊設(shè)備發(fā)熱設(shè)備自身產(chǎn)生的熱風(fēng)無法高效的被排出，造成機(jī)柜內(nèi)渦流，致使機(jī)柜內(nèi)壓力高、溫度高，形成局部高熱。而局部熱點(diǎn)的現(xiàn)象容易造成機(jī)柜內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行環(huán)境惡劣，發(fā)生設(shè)備損壞等問題，進(jìn)而造成經(jīng)濟(jì)損失。
二、可行性分析
在機(jī)房中我們選取設(shè)備出風(fēng)口方位作為機(jī)柜平均溫度觀察對(duì)象，實(shí)測機(jī)柜溫度為43.8度：業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)為：35度+5度或35度-5度范圍
這個(gè)機(jī)柜溫度達(dá)到了43.8度，超過標(biāo)準(zhǔn)溫度最高值3.8度。
現(xiàn)在針對(duì)此現(xiàn)象，我們對(duì)降低機(jī)柜溫度的可行性進(jìn)行了研究：
開孔地板手動(dòng)風(fēng)閥-可行(預(yù)計(jì)改善2度)
加盲板-可行(預(yù)計(jì)改善2度)
加屏風(fēng)-可行(預(yù)計(jì)改善2度)
加圍擋-可行(預(yù)計(jì)改善2度)
加冷量-可行(預(yù)計(jì)改造4度)
開門孔-可行(預(yù)計(jì)改善2度)
加風(fēng)機(jī)-可行(預(yù)計(jì)改善4度)
三、 解決方案
傳統(tǒng)局部熱點(diǎn)的解決方案多數(shù)都是加大整個(gè)房間的制冷量，這樣不但能耗加大，而且局部熱點(diǎn)還會(huì)時(shí)不時(shí)出現(xiàn)。另外，還有增加點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的主動(dòng)制冷方式，即機(jī)架式精確送風(fēng)空調(diào)，但這種方式，投資大，部署周期長，部署也比較困難。依據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)，以及國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及最佳實(shí)踐，對(duì)于局部熱點(diǎn)現(xiàn)象的解決方案主要有以下7方面。
1.使用導(dǎo)向型通風(fēng)板和手動(dòng)風(fēng)閥，對(duì)冷氣流進(jìn)行導(dǎo)流，使90%的冷量直接吹向設(shè)備，而且安裝方便、簡單，不影響設(shè)備的正常運(yùn)行。
2.封堵沒有設(shè)備的空閑U位，阻止氣流的紊亂現(xiàn)象；
3.封堵同列相鄰機(jī)柜間空隙
4.封堵機(jī)柜底部與靜電地板間空間，阻止熱氣流回流的現(xiàn)象。
5.熱負(fù)荷與投入制冷量的匹配程度，依據(jù)能量守恒定律，空調(diào)實(shí)際輸出的制冷量與區(qū)域熱量應(yīng)是守恒的，安全角度考慮要配備一定的制冷余量，以單臺(tái)空調(diào)出現(xiàn)散熱失效不影響區(qū)域內(nèi)設(shè)備正常運(yùn)行為準(zhǔn)。
6.風(fēng)量供給與設(shè)備需求的匹配程度，該指標(biāo)從微觀上講應(yīng)保證機(jī)柜不出現(xiàn)因風(fēng)量不足而引起局部過熱，宏觀上講區(qū)域總供風(fēng)量應(yīng)控制在需求總量的 90% - 110%之間。并匹配調(diào)整穿孔地板開孔率，測量出風(fēng)量，按設(shè)備需求量供給。
7.通過加裝散熱單元，增加風(fēng)的流速和流量；
通過對(duì)局部環(huán)境的改善、提升，數(shù)據(jù)中心的局部熱點(diǎn)現(xiàn)象已明顯減少，但由于自身排風(fēng)不暢導(dǎo)致的局部熱點(diǎn)現(xiàn)象仍然存在，還需要進(jìn)一步的探索。
四、定制化風(fēng)機(jī)的測試
與廠家合作，研發(fā)定制版散熱風(fēng)機(jī)，達(dá)到增加機(jī)柜進(jìn)、出口風(fēng)的流速和流量，解決機(jī)柜內(nèi)部的局部過熱問題，進(jìn)而平衡機(jī)房內(nèi)冷熱氣流。通過加裝散熱風(fēng)機(jī)，增加風(fēng)的流速和流量，解決機(jī)柜內(nèi)部的局部過熱問題。
具體測試
數(shù)據(jù)中心為無塵機(jī)房、環(huán)境比較理想，沒有粉塵、油霧、水汽等影響柜內(nèi)的各元器件正常工作的，本測試采用進(jìn)氣口安裝風(fēng)扇，出氣口安裝風(fēng)扇分別測試。
機(jī)箱機(jī)柜散熱風(fēng)扇的選型根據(jù)柜內(nèi)溫度與環(huán)境溫度的差值以及柜內(nèi)熱損耗在風(fēng)扇的特性選取。本次測試風(fēng)扇設(shè)備為直流48V/1.5A及交流1.5W兩款風(fēng)扇。
冷風(fēng)通道溫度機(jī)柜溫度
交流風(fēng)機(jī)直流風(fēng)機(jī)未安裝風(fēng)扇設(shè)備溫度17.1攝氏度43.8攝氏度進(jìn)風(fēng)口安裝17.1攝氏度42攝氏度出風(fēng)口安裝17.1攝氏度41攝氏度32.9攝氏度
結(jié)論
出風(fēng)口安裝直流風(fēng)機(jī)機(jī)柜溫度下降達(dá)到10.9攝氏度。
五、效果對(duì)比
安裝風(fēng)機(jī)前后機(jī)柜熱成像對(duì)比：
為了進(jìn)一步降低和消除數(shù)據(jù)中心機(jī)房的局部熱點(diǎn)，完善機(jī)房管理，我們采取了以下措施：1、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中心所有機(jī)柜局部熱點(diǎn)的存在情況。2、針對(duì)局部熱點(diǎn)機(jī)柜存在的排風(fēng)不暢缺陷，進(jìn)行加裝散熱風(fēng)機(jī)。3、制定觀察計(jì)劃，定期查看機(jī)柜現(xiàn)狀。
總結(jié)
消除和降低數(shù)據(jù)中心的局部熱點(diǎn)，不僅可以保障設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，也可以構(gòu)建健康綠色的數(shù)據(jù)中心。無論采用哪種方案，都需要結(jié)合自身的數(shù)據(jù)中心實(shí)際情況進(jìn)行分析，通過部署實(shí)施這些解決局部高熱的方案，為建設(shè)一個(gè)安全、穩(wěn)定、高效、節(jié)能的數(shù)據(jù)中心提供有力保障。
