數(shù)據(jù)中心機(jī)架氣流狀況與存在的問題

admin 2013-12-20 00:00:00 0

在數(shù)據(jù)中心機(jī)房內(nèi)安裝冷卻系統(tǒng)時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些本可避免的問題，進(jìn)而會(huì)降低系統(tǒng)的可用性并提高成本。這些無意的疏忽會(huì)導(dǎo)致形成熱區(qū)，降低容錯(cuò)能力、效率和冷卻性能。盡管用戶安排了設(shè)施操作員來解決冷卻問題，但實(shí)際上許多問題是由IT設(shè)備的不當(dāng)部署造成的。
多數(shù)數(shù)據(jù)中心機(jī)房制冷系統(tǒng)都存在各種基本的設(shè)計(jì)和配置缺陷，這可能會(huì)導(dǎo)致無法獲得既定的冷卻性能，同時(shí)阻礙冷空氣的流通。這些問題通常不會(huì)被發(fā)現(xiàn)，因?yàn)閿?shù)據(jù)中心機(jī)房通常以遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)目標(biāo)的功率密度運(yùn)行。然而，全新IT設(shè)備功率密度的增加，使得數(shù)據(jù)中心機(jī)架微環(huán)境逐漸接近設(shè)計(jì)極限，進(jìn)而暴露出無法提供有效冷卻性能的問題。
多種問題導(dǎo)致用戶需要對(duì)數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。這些問題來源包括冷卻設(shè)備自身的設(shè)計(jì)和規(guī)范問題，以及整套系統(tǒng)向設(shè)備提供冷空氣的過程等；與冷空氣分配相關(guān) 的冷卻問題；與IT設(shè)備部署相關(guān)的設(shè)置問題。主要考慮因素如下：
(1)機(jī)架內(nèi)的空氣流通；
(2)機(jī)架布局；
(3)設(shè)備分配；
(4)冷卻設(shè)置；
(5)空氣輸送口與回風(fēng)口設(shè)計(jì)。
1.IT設(shè)備對(duì)氣流流通的要求
機(jī)柜內(nèi)及周圍的空氣流通對(duì)于冷卻性能至關(guān)重要。理解機(jī)架空氣流通的關(guān)鍵是掌握其基本原則，即IT設(shè)備制冷受兩種因素的影響：
(1)經(jīng)調(diào)節(jié)的空氣由設(shè)備進(jìn)氣口進(jìn)人；
(2)設(shè)備氣流的輸入和輸出不受限制。
經(jīng)常發(fā)生并導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)最佳情況的兩個(gè)主要問題是：
(1)CRAC輸送的氣體在到達(dá)設(shè)備進(jìn)氣口之前與熱廢氣混合在一起；
(2)設(shè)備空氣流通受到障礙物的阻隔。
只有深入了解產(chǎn)生這兩個(gè)問題的原因，才能提出解決這些問題的方法。
2.機(jī)柜內(nèi)的空氣流通和冷熱空氣混合
盡管機(jī)架通常被認(rèn)為是一種機(jī)械支架，但它對(duì)于防止設(shè)備排出的熱廢氣重新循環(huán)進(jìn)人設(shè) 備進(jìn)氣口至關(guān)重要。廢氣將被輕微增壓，再加上設(shè)備進(jìn)氣過程中的吸力，將可能導(dǎo)致廢氣被重新吸人設(shè)備進(jìn)氣口。這一結(jié)果的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于熱廢氣浮力的影響。
盡管所有主要的IT設(shè)備制造商都強(qiáng)烈要求在機(jī)架中對(duì)冷熱氣流進(jìn)行隔離，但實(shí)際上90% 甚至更高比例的數(shù)據(jù)中心都忽略了這一點(diǎn)。空氣再循環(huán)問題可能導(dǎo)致IT設(shè)備的溫度上升15 T 或8T。很多原因都可能造成冷熱氣流在機(jī)架中短路或者混合。
3.氣流循環(huán)對(duì)容錯(cuò)能力的影響
與合理實(shí)施的系統(tǒng)相比，氣流循環(huán)非常嚴(yán)重的機(jī)架系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)容錯(cuò)能力和可維護(hù)性大幅降低。在大多數(shù)安裝中，冷卻性能均通過一系列并行的CRAC組件提供。在此類系統(tǒng) 中，當(dāng)其中一個(gè)CRAC系統(tǒng)由于故障或維護(hù)停止工作時(shí)，其他CRAC組件將能夠自動(dòng)接替其工作，繼續(xù)提供冷卻功能。但空氣循環(huán)可在以下幾方面減弱這一容錯(cuò)能力：
(1)循環(huán)造成較低的CRAC回流空氣溫度，可能導(dǎo)致其余CRAC組件以較低的能效比工作，進(jìn)而無法滿足冷卻性能要求。
(2)剩余系統(tǒng)無法提供克服循環(huán)效應(yīng)所需的較高供氣速度，導(dǎo)致循環(huán)增加和設(shè)備溫度過高。
4.氣流循環(huán)對(duì)總擁有成本的影響

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