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弱電機房氣流上送風與下送風之間如何選擇?有什么不同?

2020/8/4 9:48:10 作者:管理員
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     當數據中心建成后,所處位置的氣候條件也就固定了,數據機房布局和冷源設備確定之后,數據機房內的氣流組織,對保證數據中心可靠運行的同時降低能耗,是一個關鍵點,也是一個難點。

一、優化氣流組織方案的原則

1、冷氣流方面,不浪費,盡量做到定向供應,定向冷卻。

2、熱氣流方面,從設備機柜出來后,盡量避免再與機房內冷氣流混合,這樣空調回風溫度會更高,使得空調蒸發器的換熱效率也會更高。

3、送風方面,盡量保持氣道通暢,除非必要,盡可能減少風機的負荷。

現有的氣流組織方式有很多,大致可分為上送風方式和下送風方式兩大類,每一類又有較為典型的四種氣流組織,共八種氣流方式。

二、下送風的四種典型方式

1、下送風(架空地板)+密封機柜送風

    通過地板下(相當靜壓箱)把冷風送至IT機柜內部,帶走IT設備熱量后,熱氣流從機柜后部或者上部排出,回到空調。 


特點:標準機柜前部配有密封風柜,機柜布置靈活,可以背靠背布置也可同向布置,該方案投資小,標準化施工非常方便。

適合:只適合用于新建項目,但是送風柜的尺寸限制了機柜的風量,一般單機功率密度在3kW以下。

2、下送風(架空地板)+冷通道

    各機柜以面對面成排的方式布置,并實現冷通道封閉形成一個“冷池”,空調冷風通過架空地板的靜壓箱后再進入冷池,進行氣流二次均壓后再對IT設備進行冷卻,熱氣流從機柜的后部或者上部排出,回到空調。



特點:冷通道封閉有利于氣流組織的二次均衡,使得離空調距離不同機柜的進風量更加一致,也使得同一架機柜不同高度的設備進風溫差控制在2℃以內,較好地避免冷熱不均。

單機功率密度為4~8kW,如果需要冷卻更高密度的服務器,需要增加冷池面積或者安裝活化地板以獲得額外的冷量。 

3、下送風(架空地板)+熱通道

    通過地板下送風把冷風輸送至機柜附近,對熱通道進行封閉,熱風通過風管進入天花板回到空調。


    


特點:節能高效,但投資大,不宜施工,且不適用于蒸發式機房空調。熱風需強制抽風回到空調,這種方式實際采用較少。

適合:采用水冷空調的新建項目,單機功率密度可達5~8kW

4、下送風(架空地板)+活化地板+冷熱通道

    同時在數據中心封閉冷、熱通道。地板下送風,部分使用活化地板,通過冷池二次均壓送入設備機柜,熱風通過風管進入天花板回到空調。

特點:這是方式2和方式3的綜合應用,屬于超高熱解決方案,缺點是投資過大。

適合:新建機房,機柜功率密度可達12~20kW。

三、上送風的四種典型方式

1、上送風+風管+下位送風或定向送風

    通過風管、風量調節閥、風口等設備把冷風輸送至機柜附近,根據風管和機柜位置的不同,采取下位送風或定向送風,但是冷氣流在離開風口,進入服務器前還無法避免與熱氣流混合。


特點:風量、風向可調,投資比較低,省去了架空地板。

適合:改造或新建項目,機房功率密度不能太大,適用單機柜密度為1~2.5kW。

2、上送風+風管+冷風直接輸送至機柜

    通過風管、風量調節閥、門板式送風器等設備把冷風直接輸入設備機柜內,這種方式冷通道封閉比較完整,為嚴格意義的精確送風。

這種形式的送風,必需要考慮相鄰空調設備的冗余互補,一旦某臺空調出現故障,相鄰的空調應改通過聯通的靜壓箱應急提供冷氣流。
 

特點:可對每個機柜進行風量調整,但是風管制作成本高,投資較大。

適合:適合一些老機房的改建,適用單機柜密度為2~3kW。

3、上送風+風管+冷池

    機柜面對面布置,進行冷通道封閉,通過風管、導風柜、封閉冷通道二次均壓,送入設備機柜內。
 

特點:高熱機房解決方案,氣流組織合理,投資較大。

適合:適合一些老機房的基礎上的新建本項目,適用單機柜密度為5kW左右。

4、上送風+風管+冷風直接輸送或定向送風或下位送風

    這是一種混合方式,適用于機房內機柜功耗相差較大的場合,對可以封閉的機柜進行冷通道封閉,對無法封閉的機柜采用開放方式,但風管的出口風量可調,并盡量靠近設備的進風口,實現部分區域精確送風,對機柜的冷量需求實現差異化解決。

 

特點:對前面幾種方案的綜合應用。

適合:適用用改建項目,特別是復雜的非標準場所,根據主設備的要求來封閉。由于是風管上送風,故單機柜功率不宜超過2.5kW,否則應給予額外的風量和冷量。

四、小結

    目前機房制冷大多數采用上送風或下送風方式,從實際效果看,由于冷氣流受熱后自然上升,下送風氣流流動效果會優于上送風,有利于設備冷卻和降低風機功耗。

    如果機房條件允許,建議盡量采用地板下送風方式,考慮到不同的機柜功率密度要求,再決定是否需要建立冷、熱通道,綜合性能上來說,冷通道要優于熱通道。

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