管住數(shù)據(jù)中心氣流 降低能耗

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雖然服務(wù)器的采購(gòu)成本在減少，但服務(wù)器的放置、供電和冷卻等總體擁有成本自2000年以來(lái)卻增加了500%。國(guó)際正常運(yùn)行時(shí)間學(xué)會(huì)（Uptime Institute）的研究發(fā)現(xiàn)，在一個(gè)典型的機(jī)房里，有60%的冷空氣因氣流流失（又稱(chēng)“旁路氣流”）被浪費(fèi)了。其結(jié)果是，由于過(guò)剩的冷卻能力和糟糕的氣流管理，數(shù)據(jù)中心在能源方面可能花了不少冤枉錢(qián)。

優(yōu)化氣流可以降低運(yùn)營(yíng)成本、推遲費(fèi)用的支出。如果能更有效地管理氣流，還能在不增加新冷卻基礎(chǔ)設(shè)施的情況下，增加服務(wù)器的密度。

以下幾項(xiàng)措施可以優(yōu)化現(xiàn)有的機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施，以解決氣流效率低下的問(wèn)題。

檢查機(jī)房冷卻效率

如果之前沒(méi)有積極采用全面的數(shù)據(jù)中心監(jiān)測(cè)機(jī)制來(lái)記錄環(huán)境參數(shù)，如用電負(fù)荷、設(shè)備進(jìn)氣口溫度、UPS負(fù)荷、冗余冷卻能力和用電效率計(jì)算等，那么，現(xiàn)在就從檢查機(jī)房氣流效率狀況開(kāi)始降低能耗吧。

我們可以進(jìn)行一系列的診斷性評(píng)估，其中大多數(shù)診斷可用來(lái)找出能源效率低下的問(wèn)題所在，并提供有針對(duì)性的補(bǔ)救措施。若能認(rèn)真執(zhí)行這項(xiàng)計(jì)劃，就能立即節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本，并在幾個(gè)月內(nèi)就能得到回報(bào)，而且將來(lái)還可持續(xù)增加服務(wù)器的密度。

專(zhuān)業(yè)的機(jī)房冷卻效率狀況檢查至少應(yīng)包括檢查三個(gè)方面：IT設(shè)備的進(jìn)氣熱點(diǎn)、旁路氣流的百分比和冷卻能力因子（CCF），CCF是指已有冷卻能力與負(fù)荷的差額。

為此，需要進(jìn)行以下步驟：

•計(jì)算及測(cè)量活動(dòng)地板的缺口；

•測(cè)量機(jī)柜的進(jìn)氣口溫度；

•測(cè)量任何已發(fā)現(xiàn)的熱點(diǎn)的相對(duì)濕度；

•計(jì)算冷卻裝置額定冷卻能力的總和；

•計(jì)算冷卻裝置額定氣流的總和；

•計(jì)算計(jì)算機(jī)設(shè)備電力負(fù)荷的總和，以千瓦為單位；

•確定是否存在潛冷卻，并確定潛冷卻的相關(guān)開(kāi)銷(xiāo)；

•檢查所有的回風(fēng)溫度和相對(duì)濕度傳感器，以便校準(zhǔn)。

這些評(píng)估有助于拿出一項(xiàng)補(bǔ)救方案，而方案中可能會(huì)建議密封所有線纜和IT設(shè)備機(jī)柜的缺口，以便合理引導(dǎo)氣流。

典型案例：一家公司建有一座6996平方英尺的數(shù)據(jù)中心，它檢查冷卻效率狀況的辦法是，先測(cè)量旁路氣流和熱點(diǎn)（機(jī)柜進(jìn)氣溫度超過(guò)最大溫度），然后收集數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算CCF，并與臨界負(fù)荷進(jìn)行比較。通過(guò)實(shí)施補(bǔ)救措施，熱點(diǎn)被消除了，旁路氣流的效率也提高了60%，這意味著設(shè)備的可靠性有望得到提高。此外，由于改善了氣流管理，這家公司得以讓兩套冷卻裝置處于不活動(dòng)的待機(jī)模式，使每年電費(fèi)減少了27024美元（按每度電8美分計(jì)算），兩三個(gè)月內(nèi)就收回了成本。

密封機(jī)房和活動(dòng)地板

根據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)中心的檢查結(jié)果，來(lái)確定需要采取的補(bǔ)救措施?？赡苄枰芊獾牡胤桨ǎ?/P>

•圍墻缺口，特別是穿過(guò)圍墻的電纜槽和導(dǎo)線管。還要檢查柱子四周，確?？照{(diào)風(fēng)沒(méi)有經(jīng)柱子表面逃逸到鄰近地板。檢查其他缺口，包括氣流有沒(méi)有經(jīng)入口、電梯、裝卸處大門(mén)、窗戶、線纜穿過(guò)的墻壁缺口以及吊頂上方圍墻上的洞口漏出去。

•沒(méi)有將空調(diào)氣流直接引到IT設(shè)備正面，即進(jìn)氣口的活動(dòng)地板缺口。需要密封的最常見(jiàn)缺口是機(jī)柜下面或后面的線纜缺口，其他缺口包括配電裝置下面的孔或?yàn)殇亴?dǎo)線管而預(yù)留出的孔。

典型案例：一家公司對(duì)占地1萬(wàn)平方英尺的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)為防止冷氣外泄，在安裝了400只特殊墊圈后，其運(yùn)營(yíng)費(fèi)用在頭兩個(gè)月就收回了成本。最終，每年節(jié)省了5萬(wàn)多美元的能源成本。由于提高了冷卻能力，該公司關(guān)閉了18%的機(jī)房空調(diào)裝置（CRAC），每臺(tái)裝置每年可節(jié)省約5000美元的運(yùn)營(yíng)成本。由于提高了冷卻能力，數(shù)據(jù)中心管理人員能在不增加額外冷卻裝置的情況下，增加服務(wù)器的密度。

改善地面氣流管理

這要視數(shù)據(jù)中心的不同環(huán)境而定，其補(bǔ)救措施可能包括安裝內(nèi)部擋板、水平隔板、冷通道氣流遏制和熱通道氣流遏制系統(tǒng)。

在閑置不用的機(jī)架系統(tǒng)缺口安裝擋板，可防止從服務(wù)器排出來(lái)的熱廢氣形成從后面到前面的循環(huán)。由于設(shè)備負(fù)荷密度不斷提高，通過(guò)機(jī)柜內(nèi)的空隙以及從一排排機(jī)架末端和機(jī)架頂部跑到冷通道的熱空氣就會(huì)變得更多。安裝擋板有助于確保計(jì)算機(jī)設(shè)備的進(jìn)氣口溫度，尤其是機(jī)架頂部的溫度應(yīng)低于美國(guó)供暖、制冷和空調(diào)工程師學(xué)會(huì)（American Society of Heating，Refrigerating and Air-Conditioning Engineers）推薦的最高溫度：華氏80.6度。

典型案例：兩家公司分別針對(duì)高密度數(shù)據(jù)中心和低密度數(shù)據(jù)中心做了成本影響方面的調(diào)查，以表明安裝擋板如何讓數(shù)據(jù)中心的管理人員提高機(jī)房溫度，從而利用更高的回風(fēng)溫度增強(qiáng)冷卻裝置的能力，節(jié)省成本。這既降低了運(yùn)營(yíng)成本，又推遲了冷卻方面的資金支出。預(yù)計(jì)幾個(gè)月內(nèi)就有望得到回報(bào)。

高密度數(shù)據(jù)中心活動(dòng)地板面積為1萬(wàn)平方英尺，機(jī)房有400個(gè)機(jī)柜，每年節(jié)省的總成本是13.7萬(wàn)美元，第二個(gè)月就收回了成本。因?yàn)?9.5%的機(jī)房空調(diào)裝置處于不活動(dòng)的待機(jī)狀態(tài)，所以每年的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本減少了29%。由于提高了冷卻能力，數(shù)據(jù)中心的管理人員可在減少運(yùn)營(yíng)支出的同時(shí)，增加服務(wù)器密度，并推遲資金支出。

至于那個(gè)低密度數(shù)據(jù)中心，有12套水冷機(jī)房空調(diào)裝置和7.5馬力風(fēng)扇電機(jī)，每年節(jié)省的總成本是3萬(wàn)多美元，第四個(gè)月就收回了成本。這意味著冷卻裝置每年的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本減少了15%。

調(diào)整機(jī)房

采用了推薦的密封技術(shù)后，有必要重新檢查一下熱負(fù)荷和冷卻裝置的所有設(shè)置，確保曾經(jīng)任由空調(diào)風(fēng)逃逸或任由熱廢氣循環(huán)的缺口得到了密封，并帶來(lái)了能效。

還應(yīng)該評(píng)估檢查機(jī)房，看看還有沒(méi)有機(jī)會(huì)提高設(shè)備的可靠性，進(jìn)一步降低運(yùn)營(yíng)成本。這需要工程師現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，實(shí)際打開(kāi)設(shè)備，詳細(xì)測(cè)量性能，同時(shí)還要：

•通過(guò)累計(jì)所有配電裝置或遠(yuǎn)程電源面板的輸出功率，或計(jì)算UPS系統(tǒng)輸出功率的總和，確定熱負(fù)荷；

•通過(guò)檢查溫度和相對(duì)濕度的設(shè)定點(diǎn)和靈敏度，評(píng)估活動(dòng)地板上冷卻裝置的配置情況，看看它們的設(shè)置是否正確，整個(gè)機(jī)房的設(shè)置是否統(tǒng)一；

•檢查回風(fēng)傳感器的校準(zhǔn)情況，其中一個(gè)關(guān)鍵因素是確保用來(lái)監(jiān)測(cè)校準(zhǔn)的設(shè)備已校準(zhǔn)到位；

•檢查每個(gè)冷卻裝置，核實(shí)它是否在提供額定的冷卻能力，為了測(cè)定提供的冷卻能力，需要對(duì)氣流量和溫度下降進(jìn)行測(cè)量；

•根據(jù)熱負(fù)荷數(shù)據(jù)和冷卻能力信息，確定需要運(yùn)行多少臺(tái)冷卻裝置，每個(gè)機(jī)房的每個(gè)地方都應(yīng)該有冗余冷卻能力；

•確定有孔地磚的適當(dāng)數(shù)量和適當(dāng)位置，必須通過(guò)認(rèn)真監(jiān)測(cè)IT設(shè)備的進(jìn)氣口溫度，調(diào)整有孔地磚在冷通道里面的位置排列；

•使用紅外攝像頭來(lái)找出氣流循環(huán)模式和設(shè)備性能存在的問(wèn)題，并制訂改進(jìn)方案。

降低能耗意味著可以降低成本。專(zhuān)業(yè)的機(jī)房補(bǔ)救策略具有幾乎立即可以節(jié)省能耗的優(yōu)點(diǎn)，這樣就有可能在不增加冷卻基礎(chǔ)設(shè)施的情況下，增加服務(wù)器密度。建議措施可能包括致力于使用密封技術(shù)，日常監(jiān)測(cè)溫度和環(huán)境，不過(guò)所花的資金和時(shí)間會(huì)給你帶來(lái)回報(bào)：大大節(jié)省能耗。