热通道气流控制:保持数据中心凉爽
数据中心的设计正在不断发展,最近,更多的设施正在设计为楼板和架空电缆,通常符合开放计算项目(OCP)的建议。工程师们没有安装昂贵且不灵活的管道来从顶部扩散器通风口提供冷却,而是通过将来自周边冷却装置、CRAC/CRAH走廊或其他冷却方法(屋顶冷却装置、风扇墙等)的冷供应空气充满房间,从而实现了高效率和可持续性。
热通道控制系统(HAC)将供应冷空气与排出热空气分离,增压室天花板将排出空气送回冷却装置。因此,由于其简单性和灵活性,这种设计也越来越受欢迎。
优化的封闭系统旨在提供完整的冷却解决方案,其光滑的支撑结构充当母线槽、电缆桥架和光纤的基础设施载体。这样的系统应该完全由地面支撑,为此,只需要一个简单的平板地板。
任何控制系统的目标都是提高进气温度并有效地为IT设备提供冷却,从而创造一个可以进行更改的环境,从而降低运营成本并提高冷却能力。理想情况下,控制系统应轻松实现这一目标,同时允许现有设施和新设施(包括大型超大规模数据中心)快速高效地构建和扩展其基础设施。
传统数据中心基础设施的(例如控制系统、配电和电缆布线)可能既昂贵又耗时。他们需要多个交易相互协作才能完成工作。优化的封闭结构为快速部署基础设施支持和通道封闭提供了一个简单的平台。例如,所有电缆通道和母线槽都可以与安全壳同时安装,允许电工在需要时为母线槽通电,例如安装IT设备时或IT占地面积扩大时。
控制系统还应该让最终用户能够部署小型、标准化和可复制的容器。与通过提供所有必要的基础设施来构建整个数据大厅相比,这有助于限制前期资本支出的数量,同时在情况需要时允许几乎无限的扩展。
在选择密封解决方案时,系统的密封或泄漏性能(通常是百分比)至关重要,人们常说泄漏是所有密封系统的克星。用户应该合理地期望密封溶液的泄漏不超过大约2%。这减少并实际上消除了旁路空气和热再循环空气,它们会提高IT设备上的服务器入口温度——结果是冷却系统的卓越效率。
此设计还有另一个重要元素,即增压天花板回流。选择的天花板和网格系统应具有最小的泄漏,以减少甚至消除旁路空气,在旁路空气中,冷供应空气进入增压天花板返回,而不是有助于IT设备的冷却。
最大限度地提高能源效率和可持续性
我们已经提到了最大限度提高能源效率和可持续性的重要性。为IT设备向数据中心注入冷风并控制热通道,使热废气返回冷却单元(或通过其他方法排除)是一种简单、容易且灵活的设计。所有新的数据中心都应该在未来的部署中考虑这一点。
这个(以及大多数HAC设计)的另一个好处是更容易实现气流和冷却优化。在一个完美的世界中,我们只需将我们的总冷却能力(供应气流)与我们的IT负载(需求气流)相匹配,并尽可能高地增加冷却装置设定点。然而,任何设计都存在固有的泄漏,包括在IT机架内。目标是尽可能减少泄漏,这就是安全壳和天花板结构至关重要的原因。
整体泄漏越低,所需的冷送风就越少,因此,为了最大限度地提高能源效率,我们希望使用尽可能少的冷送风,同时仍然保持从冷通道到热通道的正压).实现这一点后,整个数据中心所有机架上的服务器入口将保持一致的供应温度。
由于使用了HAC,数据中心本质上就是一个大的冷通道,所以冷送风总量应该只略高于需求风量总量(10%-15%应该是目标)。如果通过使用高质量的密封和天花板解决方案以及良好的气流管理实践(例如安装盲板和密封机架导轨)将泄漏保持在最低水平,则很容易达到这个百分比。
为了进一步提高效率,运营商可以提高冷却设定点,同时将服务器入口温度保持在或低于ASHRAE(美国供暖、制冷和空调工程师协会)推荐的IT设备冷却规范(80.6°F/27°C)!这也导致更高的设备可靠性和更低的MTBF(平均故障间隔时间)。
有人说,我们不消耗的能源就是节省的最好的能源,在数据中心行业尤其如此——在我们继续朝着实现更具可持续性和降低碳足迹的目标前进时更是如此。
结论
数据中心行业在不断发展,我们的设计也应如此。无论是现在还是将来,能源效率都应该继续成为数据中心运营商最关心的问题。数据中心设计者和所有者应仔细评估所有选项,而不是仅仅依赖或从旧项目中进行选择。“事情就是这样,因为它一直都是这样,没有理由质疑它”这句话在业界没有立足之地。
此外,无论冷却系统如何,向数据中心注入冷空气并利用密封系统,可以实现简单、灵活的设计,既非常节能又可持续。这将使新的和传统的数据中心更加环保和更具环境可持续性,并且环境友好的数据中心始终是具有成本效益的数据中心。