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数据机房热点解决注意事项
添加时间:2017-07-11
1. 关注地板高度、楼房的净高和机架间距
        地板下除消防管道外,建议尽可能不要安装任何电缆、线槽或管道等,这些干扰物会强烈干扰地板下空间的送风气流分布,增加风阻,使不同机柜中设备的冷却性能不均匀。
        活动地板的高度对机房空调的空气循环效率有着重大的影响,架空地板的高度应根据负荷密度、机房面积综合确定。所需的净高度取决于机房的大小、功率密度和空调的设计方案。对于气流组织来说,活动地板高度是越高越好,大型IDC机房建议地板净高不小于 600mm,一般认为每个机柜的功率密度低于3kW时建议地板的高度为600mm,功率密度在3~5kW时建议地板高度为800mm,功率密度大于5kW时建议地板高度为1000mm。并根据机架负荷可以适当加大机架间距。
        IDC机房的高度不宜太低,要保证回风层的层高,如果这个高度太低,则会影响空调的回风效果,导致机柜内部的热量不容易返回空调;另外,在市电中断过程中,机房层高也会影响服务器宕机的时间,因此要保障机房的层高。

2. 要保证冷风道的完整(若采用冷通道封闭形式)
        冷通道要做到完全封闭,这样才能保证气流组织,常规的解决措施如下:
        (1)地板安装必须不漏风。只有在冷通道内才能根据负荷大小替换相应的通风地板。通风地板的通风率越大越好,建议采用高通风率地板。不建议使用可调节的通风地板,因为阻力大,而且运维一般做不到精细的管理。
        (2)冷通道前后和上面要求完全封闭,不能漏风。建议采用能自动关闭的简易推拉门,在门上建议安装观察玻璃。目前很多冷通道上部的封闭板采用透明板,因为透明板在安装较长时间后,上面会形成一层灰尘,定期清洗工作量特别大。建议冷通道上部的封闭板采用不透光的金属板,机柜前面安装LED节能灯解决冷通道照明问题。
        (3)机柜前部的冷通道必须封闭,没有安装设备的地方必须安装盲板,建议使用免工具板。机柜两侧的设计不能漏风。机柜如果有前后门,建议使用直径超过8mm的六角形孔,透风率不低于70%,风阻要小。如果管理上没有要求,建议机柜尽可能不安装前后门。
        (4)地板下电缆、各种管道和墙的开口处要求严格封闭,不能漏风。地板上的开口开孔也都要严格封闭,不能漏风。
实际使用中,如果发现机房某处的温度过低,就表明该点的冷风存在泄漏。

3. 开口地板的布置
        开口地板应该布置在需要冷风来对设备进行冷却的位置。不要在机房空调机组附近放置开口地板,否则空调送出的冷风很容易返回空调,开口地板与空调机组之间应保持至少2m的间距。
        由于防静电地板的尺寸为600mm×600mm,因此对于单个机柜功率密度小于5kW时的最佳布局是七块地板摆两排机柜,设备对其冷通道。
        对于高密度机柜,可以根据功率密度和通风地板的通风率决定八块或九块地板摆放两排机柜。
        标准机柜的宽度为600mm,刚好对应一块地板。服务器机柜的长度一般为1000~1100mm,相应的热通道宽度为800~1000mm。为了不使热透道过窄,我们建议机柜的前门及前门框为外挂式,后门为内嵌式,这样前门框和前门的厚度就安装到冷通道内(机柜本身的深度一般为1000mm就能满足需要),热通道的宽度相应的不至于过窄。

4. 机柜内部气流
        对于服务器来说,如果空调总的制冷量和机房大环境气流可以满足机房要求,最后还要保证机柜内部服务器的温度正常,换句话说就是机柜内服务器产生的热量要能通过机柜内部的小气流组织及时带走。在机柜里面,一方面,空气气流会选择流阻最小的路径,我们要阻止机柜内热空气同冷空气混合;另一方面,在一个机架内,冷气从下部送入,自下而上流动,机架最上部服务器温度往往是最高的,如果机柜内部的小气流组织不合理,或者冷风进风量不够,就会造成服务器局部过热。
        1)消除气流回流
        在存在气流回流的情况下,机架正面的垂直温度梯度会很大,部分机架前部的上下温度差可达10℃。因此,一方面要使用盲板或挡板来封闭服务器被拆除或者未安装的空间,防止部分冷空气直接跑到热风风道内,另一方面也可以防止服务器的热风通过这些部位回到服务器的冷风风道内,造成气流组织短路。安装挡板可以防止冷却空气绕过服务器上的入口形成热空气循环,在机柜上层服务器的入口,温度有了明显下降。
        2)新型工艺机柜
        新型工艺机柜是专门对机柜内进行优化和机柜气流组织设计,直接在机柜内部进行送风,采用盲板和漂浮式盲板来封闭机柜上未使用的单元,机柜的前门和服务器形成一个单独的冷通道,热风从机柜的后面和上端排出,避免了机柜内气流短路,气流组织比较合理。

5. 更高密度服务器布置
        从IDC运行情况来看,我们会遇到两种不同的热点问题,一种是在低密度区域布置更高密度服务器造成的局部温度过高;另一种是整体热点,所有服务器均是高密度设备,造成整个机房温度过高问题出现。对于前者,建议重新设计IDC机房;对于后者,最好不要这样布置,如果逼不得已,最好能采取一些特殊的补救措施。
        1)局部高密方案
        不同功率密度的服务器不宜布置在同一机房,尤其是在固定密度区域布置更高密度服务器,会导致机房局部热点问题突出。但在实际过程中,往往又不可避免。例如,用户一定要这样布置,而沟通无效的情况,如何解决这些问题?
        方法一:在现有的运行空间内加强冷却能力。
        如果用户无法对其高密度服务器进行分散,这种情况下,就要想办法增加冷却能力,在机房里增加空调设备,并在高热区域增加开口地板的数量,也可以安装地板下气流辅助装置,或安装特制的回流管道,确保高密度服务器可以得到足够的冷量,同时服务器排出的热量可以顺利返回空调。

        方法二:分散热机架。
        在实际情况中,由于机房空间的限制,增加空调冷量的方法很难实现,因此将高密度负载进行分散是一个比较有效的方法,这样分开的高密度机柜可以有效地“借用”邻近机架的冷量来进行冷却。例如,某IDC机房,用户要在机柜设计功率4.5kW的机房放置部分12kw的核心网络设备((cisco N7K),在解决这个问题时就采用了热量分散原则,将两个机架布置在不同的两列,并留出三个机柜的位置用来冷却这个高密度机架,这样可以将机房平均功率密度控制在设计的范围内。
        2)整体高密方案
        如果所有服务器均是高密度设备,则必须重新设计IDC机房,但是我们会面临一个问题,就是风冷空调的冷却极限(目前为5kW/㎡),如果机柜的发热过大(现在一个机柜的热量就轻松突破20kW),我们应该如何解决这个问题呢?
        采用增加机柜的间距或者降低服务器的放置密度,从而降低整个机房的平均功率密度,可以把功率密度控制在风冷极限的范围以内。在电信某IDC机房,用户服务器单机柜铭牌功率为20kW,实测为13kW,机柜发热严重。而用户又很着急,为了完成这个任务,电信在规划这个机房时,加大了冷风道和热风道的间距,将冷风道从1.2m提升到4.8m,并增加了热风道的间距,这样一来,单位功率密度就下降了1/2;另外增加了机房空调数量,提升了地板高度,把地板高度提升到1.2m,并启用了栅栏地板,保证了机柜所需的冷风风量。
        从使用效果看,该机房冷却效果良好,圆满地解决了用户的需求。但是这种解决方案存在成本较高的问题,这种解决方法只有在对成本不敏感的情况下使用才是合理的。
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