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如何降低數(shù)據(jù)中心機(jī)柜的局部高熱

時(shí)間:2018-12-03 14:26:38來(lái)源:數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理

導(dǎo)語(yǔ):?為保證數(shù)據(jù)中心長(zhǎng)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(lái)探討一下數(shù)據(jù)中心局部熱點(diǎn)處理的一些方案。

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(guò),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(guò)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(guò)熱而宕機(jī)、硬件損壞等嚴(yán)重問(wèn)題,所以將數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?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(zhǎng)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(lái)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

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(zhǎng),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(wú)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(wèn)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(cè)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(guò)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(kāi)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(kāi)門(mén)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(zhǎng),部署也比較困難。依據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn),以及國(guó)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(jiǎn)單,不影響設(shè)備的正常運(yùn)行。

2.封堵沒(méi)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(guò)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(kāi)孔率,測(cè)量出風(fēng)量,按設(shè)備需求量供給。

7.通過(guò)加裝散熱單元,增加風(fēng)的流速和流量;

通過(guò)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(cè)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(guò)熱問(wèn)題,進(jìn)而平衡機(jī)房?jī)?nèi)冷熱氣流。通過(guò)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(guò)熱問(wèn)題。

具體測(cè)試:

數(shù)據(jù)中心為無(wú)塵機(jī)房、環(huán)境比較理想,沒(méi)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(cè)試采用進(jìn)氣口安裝風(fēng)扇,出氣口安裝風(fēng)扇分別測(cè)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(cè)試風(fēng)扇設(shè)備為直流48V/1.5A及交流1.5W兩款風(fēng)扇。

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(wú)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(guò)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。

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