如何降低數據中心機櫃的局部高熱

數據中心機櫃內設備衆多,內部雖然有完善的空調系統,但實際上內部溫度分佈是不夠均衡的。即便現在的數據中心部署了出入通風道,機櫃前面是入風道,後面是出風道,這樣可以及時將熱量帶走。不過,由於不同的設備發熱功率是不同的,局部區域若放置有大功率設備,容易造成機房局部區域過熱現象,威脅數據中心的安全運行,甚至造成個別設備因過熱而宕機,硬件損壞等嚴重問題,所以將數據中心機房內的溫度控制在一定範圍內,消除或降低局部熱點是非常重要的。爲保證數據中心長期穩定運行,改善它設備的運行環境,消除局部熱點,降低機櫃局部溫度、下面我們就來探討一下數據中心局部熱點處理的一些方案。

一,現狀調查
數據中心產生局部熱點的原因主要有以下7個方面:
1 .單個機櫃對應的穿孔地板的送風量與機櫃內它設備所需的風量不匹配造成機櫃內溫度升高。
2 .機櫃內空閒U位空隙造成機櫃內溫度升高。
3 .同列相鄰機櫃間空隙造成機櫃內溫度升高。
4 .機櫃底部與靜電地板間空間造成機櫃內溫度升高。
5 .熱負荷與投入製冷量的匹配不當造成機櫃內溫度升高。
6 .機櫃孔密度與設備風量的匹配造成機櫃內溫度升高。
7 .數據中心設備隨着使用時間的延長,機櫃內一些老舊設備發熱設備自身產生的熱風無法高效的被排出,造成機櫃內渦流,致使機櫃內壓力高、溫度高,形成局部高熱。而局部熱點的現象容易造成機櫃內的設備運行環境惡劣,發生設備損壞等問題,進而造成經濟損失。
二,解決方案
傳統局部熱點的解決方案多數都是加大整個房間的製冷量,這樣不但能耗加大,而且局部熱點還會時不時出現。另外,還有增加點對點的主動製冷方式,即機架式精確送風空調,但這種方式,投資大,部署週期長,部署也比較困難。依據多年的經驗,以及國內外相關標準及最佳實踐,對於局部熱點現象的解決方案主要有以下7方面。
1 .使用導向型通風板和手動風閥,對冷氣流進行導流,使90%的冷量直接吹向設備,而且安裝方便,簡單,不影響設備的正常運行。
2 .封堵沒有設備的空閒U位阻止氣流的紊亂現象;
3 .封堵同列相鄰機櫃間空隙
4 .封堵機櫃底部與靜電地板間空間,阻止熱氣流回流的現象。
5 .熱負荷與投入製冷量的匹配程度,依據能量守恆定律、空調實際輸出的製冷量與區域熱量應是守恆的,安全角度考慮要配備一定的製冷餘量,以單臺空調出現散熱失效不影響區域內設備正常運行爲準。
6。風量供給與設備需求的匹配程度,該指標從微觀上講應保證機櫃不出現因風量不足而引起局部過熱,宏觀上講區域總供風量應控制在需求總量的90% - 110%之間。並匹配調整穿孔地板開孔率,測量出風量,按設備需求量供給。
7。通過加裝散熱單元,增加風的流速和流量;
通過對局部環境的改善,提升,數據中心的局部熱點現象已明顯減少,但由於自身排風不暢導致的局部熱點現象仍然存在,還需要進一步的探索。
三、定製化風機的測試
與廠家合作,研發定製版散熱風機,達到增加機櫃進、出口風的流速和流量,解決機櫃內部的局部過熱問題,進而平衡機房內冷熱氣流。通過加裝散熱風機,增加風的流速和流量,解決機櫃內部的局部過熱問題。
具體測試:
數據中心爲無塵機房,環境比較理想,沒有粉塵、油霧、水汽等影響櫃內的各元器件正常工作的,本測試採用進氣口安裝風扇,出氣口安裝風扇分別測試。
機箱機櫃散熱風扇的選型根據櫃內溫度與環境溫度的差值以及櫃內熱損耗在風扇的特性選取。本次測試風扇設備爲直流48 v / 1.5 a及交流1.5 w兩款風扇。
冷風通道溫度機櫃溫度
交流風機直流風機未安裝風扇設備溫度17.1攝氏度43.8攝氏度進風口安裝17.1攝氏度42攝氏度出風口安裝17.1攝氏度41攝氏度32.9攝氏度
結論:
出風口安裝直流風機機櫃溫度下降達到10.9攝氏度。
安裝風機前後機櫃熱成像對比:
爲了進一步降低和消除數據中心機房的局部熱點,完善機房管理,我們採取了以下措施:1,統計數據中心所有機櫃局部熱點的存在情況。2,針對局部熱點機櫃存在的排風不暢缺陷,進行加裝散熱風機。3,制定觀察計劃,定期查看機櫃現狀。
總結:
消除和降低數據中心的局部熱點,不僅可以保障設備的安全穩定運行,也可以構建健康綠色的數據中心。無論採用哪種方案,都需要結合自身的數據中心實際情況進行分析,通過部署實施這些解決局部高熱的方案,爲建設一個安全,穩定,高效、節能的數據中心提供有力保障。