機(jī)房制冷技術(shù)討論和最佳實(shí)現(xiàn)方式

事實(shí)上，依據(jù)由 IBM、HP、Dell、Nortel、Cisco 等組成的“職業(yè)冷卻協(xié)會(huì)”發(fā)布的信息，我們現(xiàn)在正處于大多數(shù)核算與通信電子設(shè)備熱密度(瓦特/平方英尺)增加的最高峰(據(jù) Uptime Institute(工作時(shí)刻協(xié)會(huì))的白皮書報(bào)告)。

溫度會(huì)以許多不同的方法影響 IT 硬件，而且看似無關(guān)緊要的改變常常會(huì)對(duì)功能和經(jīng)濟(jì)性發(fā)作重大影響。Arrhenius 反響導(dǎo)致電容器使用壽數(shù)和半導(dǎo)體功能在高溫效果下下降。有一個(gè)很靈驗(yàn)的經(jīng)濟(jì)法則，即環(huán)境溫度每升高 10°C，IT 硬件的長期可靠性便會(huì)下降 50%。事實(shí)上，美國軍方規(guī)范和Telcordia規(guī)范均將 CPU 使用壽數(shù)與溫度相關(guān)聯(lián)。風(fēng)趣的是，我們注意到大多數(shù) CPU 的工作溫度規(guī)模上限均在 95°C 上下，可是 MIL-HNBK-217 和Bellcore數(shù)據(jù)卻標(biāo)明，在此溫度水平下繼續(xù)工作將會(huì)使 CPU 壽數(shù)限制為一年或更短時(shí)刻，而下降 5°C 居然能夠使設(shè)備的預(yù)期壽數(shù)延伸三倍。

一些芯片制作商現(xiàn)已能夠制作顯著更快且更強(qiáng)壯的微處理器，可是由于缺少應(yīng)對(duì)剩余熱量的解決計(jì)劃而無法將其投入實(shí)際應(yīng)用。因而，無論是在芯片級(jí)、電路板級(jí)、殼體級(jí)或機(jī)架/機(jī)柜級(jí)，每一個(gè)為這些微處理器的冷卻做出奉獻(xiàn)的人員都會(huì)成為新一代核算才能的推動(dòng)者。

了解高溫關(guān)于 CPU 的影響以及對(duì) IT 硬件進(jìn)行更大程度冷卻能夠獲得更高功能和經(jīng)濟(jì)利益的遠(yuǎn)景，我們見多識(shí)廣的機(jī)房司理需求飽嘗住投入更多機(jī)房空調(diào)機(jī)組 (CRAC) 或只是調(diào)低恒溫器的引誘。在有些情況下，這些行動(dòng)只是是糟蹋;而在別的一些情況下，較冷的空氣實(shí)際上可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)作更嚴(yán)重的散熱問題。正確的空氣辦理取決于強(qiáng)制空氣對(duì)流熱傳導(dǎo)率冷卻設(shè)備的原理至少有著基本的了解。大多數(shù)的機(jī)架安裝設(shè)備選用電扇冷卻。雖然有一些將空氣由一側(cè)移至另一側(cè)的獨(dú)立產(chǎn)品渠道，可是通常情況下，還另設(shè)有 10-30 臺(tái) CFM 軸流式電扇以將空氣由前端抽出，然后排到后端。

辦理空氣活動(dòng)十分簡略，就是使空氣活動(dòng)到需求的方位，而此過程的第一步是削減糟蹋的冷送風(fēng)–從地下逃逸到?jīng)]有起到冷卻效果之處的空氣。Triton Technologies 曾針對(duì)一百多個(gè)機(jī)房和數(shù)據(jù)中心中的地板冷卻空氣繪圖，而且發(fā)現(xiàn)在絕大多數(shù)的場所中，運(yùn)送到室內(nèi)的空氣有 50-80% 為糟蹋的冷送風(fēng)。削減糟蹋的冷送風(fēng)好處多多。

此外，將最冷的空氣直接運(yùn)送到最暖的設(shè)備排氣，源空氣與返程空氣溫差的下降問題全體將會(huì)變得更嚴(yán)重。能夠選用全隔墊、全泡沫或特殊的面板間隔里襯(配有毛刷)關(guān)閉電纜周圍。

只是增大靜態(tài)壓力還不能保證使冷卻空氣到最要害需求點(diǎn)的活動(dòng)完成最佳化–在高架地板下方運(yùn)送的空氣有必要具有方向性且有必要予以正確的辦理。高架地板空氣辦理產(chǎn)品與效勞營銷商 Triton Technology Systems 已堆集廣泛的實(shí)驗(yàn)法研究資料，其間指出不只 CRAC 的氣流傾向于混合，但如果 CRAC 的方位互相成直角，則會(huì)導(dǎo)致冷卻空氣輸出形式以地上機(jī)房中返程空氣形式無法猜測的視點(diǎn)偏轉(zhuǎn)。在最好的情況下，此形式會(huì)導(dǎo)致工作中的冷卻設(shè)備功率低下，然后導(dǎo)致本錢的糟蹋;在最壞的情況下，會(huì)在機(jī)房中構(gòu)成熱門，然后損害核算設(shè)備的功能和數(shù)據(jù)的完整性。

將空氣吹入機(jī)柜底部或從機(jī)柜頂部抽吸氣體的高功率電扇不符合本文所介紹的原理。例如，此類電扇通常會(huì)一起從機(jī)柜的正面和反面抽吸或吹送冷卻空氣，因而會(huì)冷卻廢氣(返程氣體)，下降源空氣與返程氣體之間的溫差以及下降CRAC 的功率。

數(shù)據(jù)中心設(shè)備的冷卻計(jì)劃不需求是奧秘的技法，可是常常需求超乎知識(shí)以外的認(rèn)知，特別由于高架地板磚的下面發(fā)作許多我們看不到的活動(dòng)。牢記以下要點(diǎn)：僅將冷空氣用在設(shè)備的確需求之處;防止將“用過的”返程空氣與源冷卻空氣相混合;以同一方向，互相平行的方法布設(shè)空氣與地板下的電纜，使環(huán)境顯得簡略且能夠猜測;最本質(zhì)的東西是運(yùn)送有用的冷卻量，而不只是是排掉熱空氣。

終究，當(dāng)?shù)匕逑蚂o態(tài)壓力完成最大化然后保證最佳的冷卻空氣 CFM 運(yùn)送，且數(shù)據(jù)中心中的 CRAC 和設(shè)備機(jī)柜的安置最理想時(shí)，站點(diǎn)辦理員有必要防止這一常見的傾向：將最熱的設(shè)備放置在最接近 CRAC 的方位。CRAC 直接流出的空氣速度常?？赡軙?huì)更高，而無法向上偏轉(zhuǎn)，然后通過太接近 CRAC 的網(wǎng)孔地板磚。事實(shí)上，依據(jù)文丘里效應(yīng)的物理學(xué)原理，流經(jīng)鄰近網(wǎng)孔地板磚的冷卻空氣速度可能很大，足以將室內(nèi)空氣和/或受熱的返程氣體抽到地板下空間中。因而，不只接近放置不能將冷卻量傳輸?shù)阶顭岬脑O(shè)備，而且還可能會(huì)導(dǎo)致傳輸?shù)秸麄€(gè)房間內(nèi)的冷卻空氣溫度上升。本文主張防止將網(wǎng)孔磚安置在太接近 CRAC 的方位，而且盡可能將無源的銜接設(shè)備安置最接近在 CRAC 的方位，以使空間利用率最大化。

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