通信机房制冷新方法引发革命
2009-08-20 通信产业网 编辑：阿尔西制冷工程技
随着电子设备的不断升级，传统的制冷系统已经无法满足现代高热流密度机房的要求，因此阿尔西机房冷却制冷系统不仅降低机房的TCO(总拥有成本)，而且提升制冷系统的冷却效率，节能减排效果显著，将成为新一代通信机房制冷系统的新宠儿。
机房建设瓶颈
伴随着IT技术日新月异的发展，机房建设领域迫切需要一个革新，不管是从供电系统、制冷系统、监控系统，还是整体机房设计理念都存在发展和建设的瓶颈，各大企业也都在寻找解决方案来突破技术难关。对于供电系统，各大厂家纷纷把目光转到利用可持续能源上，如风光发电、燃料电池、柴油发电机综合供电系统发展前景被业内人士所看好。阿尔西作为机房的配套设备厂家，就现有机房制冷系统出现的空调问题讨论如下，主要表现为：第一，常规配置的空调机组无法满足机房内冷量与风量的需求，导致电子设备的发热量不能及时消除，机房内的环境温度高于正常的设定温度，不利于电子设备的稳定运行；第二，高估IT负载，并按照超大负载确定制冷系统，配置相对大冷量和大风量的空调机组，导致机房内冷量过剩，这种过度规划的情况不仅增加了空调设备的负担，而且增加了运营商的初投资；第三，机房内空调的布局以及气流组织不佳，影响了机房内的制冷效果。目前，大多数机房都采用铺设高架地板下送风的方式为机架中的IT设备提供制冷，然而这种自下而上的送风方式，机架顶部1/3处的部分往往冷量不足，空调机组容易因为过热而宕机。
针对这一系列制冷问题，阿尔西对机房环境进行了仔细的考察，并就这一状况进行了理论分析和计算，得出结论，合理的机房空调布局以及气流组织的分布会减少局部热点的产生或者尽量降低局部热点的温度，使机房内空气的温度分布均匀，使机房空调机组达到最佳的制冷效果，电子设备得到充分的冷却。
机房空调新革命
机房专用空调机送回风形式是多种多样的，主要有上送下回、下送上回、上送上回、中侧送上下回等，目前机房空调系统中最常用的是高架地板下送风方式。然而，高架地板下送风的气流组织方式已经无法解决高密度机柜的制冷需求，随着科技的发展和电子设备的不断升级，机柜功率越来越大，需要的配风风量也相应增加，此时，高架地板下送风存在两个瓶颈：地板下送风截面积和地板的出风口的有效出风面积。故为了解决这个问题，高架地板越铺越高，普通需要600mm以上，但是地板出风口的面积已经达到了极限，出孔率不可能达到100%，而增加每台机柜所拥有的地板出风量必须增加机房面积。所以，地板下送风的气流组织方式，目前只能满足每台机柜5kW以下的密度要求。解决5kW以上的高密度机柜的制冷需要必须打破传统的单纯下送风方式，对部分高功率密度的机柜采用单独配置区域性的水平空调系统，并同时将若干高密度机柜布置成为冷热通道送风系统，这种制冷方式可以提高冷却效率，将成为高密度集成式数据中心机房空调发展的趋势。
图2 阿尔西制冷方式将成为高密度集成式数据中心机房空调发展的趋势
这种将制冷设备放置在IT设备列中的机房空调解决方案，最大的特点是通过水平送风方式使制冷效率得到极大的提升，并使高密度成为可能，同时也解决了机房局部热点、机柜局部热点问题。该送风方式缩短了气流路径，可减少冷热气流混合的机会，借以提高气流的可预测性。针对IT设备的气流分配可更精确地控制不断变化的气流速度，实现自动调节，以满足附近IT负载的需求。另外，这种冷却方式可以获得IT负载刚刚释放出热空气，减少其与周围空气混合的机会，极大地提高了机房内空气处理设备的效率。
阿尔西认为这种革命性的水平送风和就近配风方式设计理念，充分支持高密度趋势，预测最大支持单机柜高达30KVA的负载，此外，通过提高制冷效率和送风效率，会使系统PUE(PowerUsageEffectiveness)得到很大幅度地提高。
以每机架的平均功率为10kW为例，机房冷却解决方案采用机房专用空调高架地板送风方式设计，对比传统的空调系统(采用地板下送风方式)与行间冷却(将制冷设备放置在IT设备列中的制冷方式)两种制冷系统的冷却效率，如图3所示，传统的空调系统在70%IT负载下的效率为80%左右，也就是说20%的输入功率用于风扇和增湿等，相比之下，行间冷却在70%IT负载下的效率预测高达95%左右，也就是只有5%的输入功率用于风扇和增湿，提高了近15%的冷却效率。
随着电子设备的不断升级，传统的制冷系统已经无法满足现代高热流密度机房的要求，因此这种行间冷却的制冷系统不仅降低机房的TCO(总拥有成本)，而且提升制冷系统的冷却效率，节能减排效果显著，将成为新一代通信机房制冷系统的新宠儿。