大家都知道，隔離冷(熱)通道是來源于TIA942《數(shù)據(jù)申心通信基礎(chǔ)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)》中要求機(jī)房內(nèi)計(jì)算機(jī)設(shè)備及機(jī)架采用“冷熱通道”的安裝方式，其核心指導(dǎo)思想就是我們?cè)谏瞎?jié)所闡述的“合理規(guī)劃數(shù)據(jù)中心氣流組織”，那么在現(xiàn)實(shí)的設(shè)計(jì)與實(shí)施過程中，遇到了問題怎么辦?要以什么為基準(zhǔn)來進(jìn)行分析與處理呢?這也就是我下面要跟大家分享的兩個(gè)基本原理。

　　1、 容器原理

　　a)名稱定義

　　把數(shù)據(jù)中心中的靜電地板以下的部分靜壓倉定義為容器體積(M);

　　把經(jīng)過氣流組織規(guī)劃后的冷通道區(qū)域定義為容器體積(M1);

　　把精密空調(diào)送出的冷風(fēng)量定義為(Q);

　　把單臺(tái)機(jī)架所需的冷風(fēng)量定義為(Q1);

　　把靜電地板下靜壓倉的送風(fēng)速度定義為(S);

　　b)原理闡述

　　當(dāng)在機(jī)房中布置了冷(熱)通道后，單臺(tái)機(jī)架所需的冷風(fēng)量(Q1)是不變的，由于精密空調(diào)送出的冷風(fēng)經(jīng)過了M、M1不同的兩個(gè)靜壓倉，這時(shí)我們假設(shè)容器M及其送風(fēng)速度S為恒定不變，那么容器M1的壓力Pa1是否足夠就取決于容器M1的大小了，也就是Pa1是與M1的大小成反比的;而當(dāng)我們假設(shè)精密空調(diào)的送風(fēng)量Q為恒定不變，那么容器M1如果增加，就會(huì)得不到足夠的壓力，也就不能快速給機(jī)架散熱。

　　c)結(jié)論得出

　　通過以上的問題分析，我們不難看出冷通道容器體積M1如果增加，那么機(jī)架就不能得到足夠的冷風(fēng)風(fēng)量Q1，也就可以這么說，在機(jī)柜高度相同的情況下，1200mm寬的冷通道要比1800mm寬的冷通道所得到的效果要好。

　　說到這里了，似乎有人會(huì)問，那為什么我們的靜壓倉的高度會(huì)越來越高呢?其實(shí)靜電地板的凈空高度增加，是為了減小送風(fēng)的壓力對(duì)IT設(shè)備所產(chǎn)生的影響，因?yàn)閴毫υ酱�，其送風(fēng)速度也就快了很多，它們經(jīng)過IT設(shè)備后，只是簡單把把熱量帶走，而并沒有對(duì)IT設(shè)備進(jìn)行足夠的冷卻，還是沒有達(dá)到滿意的效果。

　　2、 混合原理

　　a)名稱定義

　　把經(jīng)過氣流組織規(guī)劃后的冷通道區(qū)域的冷氣定義為(C1);

　　把經(jīng)過氣流組織規(guī)劃后的熱通道區(qū)域的熱氣定義為(H1);

　　把由于地板下開孔后流竄到熱通道區(qū)域的冷氣定義為(C2)

　　把由于未在機(jī)架前面安裝擋風(fēng)板從冷通道流竄到熱區(qū)域的冷氣定義為(C3)

　　把由于未在機(jī)架前面安裝擋風(fēng)板從熱通道流竄到冷區(qū)域的熱氣定義為(H3)

　　b)原理闡述

　　我們大家都知道一個(gè)原理，就是在熱水中加入冷水或者在冷水中加入熱水，其水溫都會(huì)變化成其二者的綜合溫度。那么針對(duì)數(shù)據(jù)中心氣流變化也是一樣的道理，當(dāng)C1與H1與混合后，其CH1的溫度值就小于C1，為保證設(shè)備得到同樣的冷量，那制冷量在原來已經(jīng)送出的基礎(chǔ)上還需要增加，這勢必要增加空調(diào)的壓縮機(jī)功耗。同理當(dāng)C2流竄到H2，C3流竄到H3，H3流竄到C3后都會(huì)出現(xiàn)這種情況。

　　c)結(jié)論得出

　　合理的組織規(guī)劃，主要是為了讓冷、熱空氣氣流回歸到屬于自己的區(qū)域，防止冷熱空氣混合后，機(jī)房整體溫度上升，同時(shí)為了降低數(shù)據(jù)中心的溫度，而需要增加空調(diào)的制冷功耗。同時(shí)也為后面的“論規(guī)劃冷通道應(yīng)該注意些什么問題”提供了很好的理論依據(jù)。

　　一、 論如何選擇布置隔離冷通道還是熱通道

　　關(guān)于冷熱通道系統(tǒng)業(yè)界談?wù)撟疃嗟漠?dāng)屬：“是布置隔離冷通道，還是布置隔離熱通道?”。那么實(shí)際案例當(dāng)中，我們應(yīng)該如何來正確的選擇呢?現(xiàn)在我們姑且不討論怎樣來做出選擇，首先我們來看看這兩種方案分別有什么不同。

　　1、 選擇冷(熱)通道的前提條件

　　并不是所有的數(shù)據(jù)中心機(jī)房都適合布置隔離冷通道與熱通道，主要還是看其數(shù)據(jù)中心的發(fā)熱量是否大，如果發(fā)熱量不是很大(一般是以單機(jī)架發(fā)熱量不超過4KVA為基準(zhǔn))，那這個(gè)時(shí)候是即可以選擇冷通道，又可以選擇熱通道布置方案。其它情況筆者認(rèn)為還是選擇布置隔離冷通道為最佳。為什么這么說呢?

　　1)選擇布置隔離熱通道后，我們把機(jī)房中除機(jī)架外當(dāng)成是一個(gè)密閉的容器(M1)，單臺(tái)機(jī)架的發(fā)熱量(Q1)是不變的，那么要散去這些熱量，是不是精密空調(diào)送出的冷氣風(fēng)量要更加多呢?也就是說當(dāng)發(fā)熱量恒定時(shí)，容器的大小與送風(fēng)量是成反比的。從這一點(diǎn)來說，布置隔離熱通道會(huì)增加空調(diào)的功耗。

　　2)選擇布置隔離冷通道后，我們也把冷通道區(qū)域當(dāng)成是一個(gè)密閉的容器(M2)，單臺(tái)機(jī)架的發(fā)熱量(Q2)是不變的，那么要散去這些熱量，是不是精密空調(diào)送出的冷氣風(fēng)量要比布置隔離熱通道小些呢?因?yàn)镸2

　　2、 布置隔離冷(熱)通道后機(jī)房的環(huán)境

　　布置隔離熱通道后，機(jī)房剩余空間即處于一個(gè)冷空氣區(qū)域，經(jīng)常出入機(jī)房的人會(huì)感覺到機(jī)房很冷，但設(shè)備卻不一定得到足夠壓力的冷氣。

　　布置隔離冷通道后，機(jī)房剩余空間即處于一個(gè)熱空氣區(qū)域，經(jīng)常出入機(jī)房的人可能會(huì)感覺到有些溫度適應(yīng)，但設(shè)備卻得到了足夠壓力的冷氣。

　　3、 布置隔離冷(熱)通道先決條件

　　1)布置隔離熱通道的先決條件是：除了要求精密空調(diào)為下送風(fēng)、上回風(fēng)的條件外，還特別要求數(shù)據(jù)中心機(jī)房必須具備良好的回風(fēng)、新風(fēng)系統(tǒng)。所以從這一點(diǎn)來說針對(duì)改造機(jī)房是不適合布置隔離熱通道的。因?yàn)槔系臋C(jī)房不一定具備良好的回風(fēng)系統(tǒng)。

　　2)布置隔離冷通道的先決條件是：要求精密空調(diào)為下送風(fēng)、上回風(fēng)的系統(tǒng)，同時(shí)為保證送風(fēng)量，靜電地板的凈空間至少為450mm。

　　4、 布置隔離冷(熱)通道的施工難易程度

　　從布置隔離冷(熱)通道的先決條件來看，布置隔離熱通道的施工難度明顯比布置隔離冷通道要大很多。

　　1)它所涉及到的回風(fēng)管道安裝與布置，是需要布置天花(而目前大多數(shù)大型數(shù)據(jù)中心是不需要布置天花的)。

　　2)布置回風(fēng)管道需要增加隔熱材料及排風(fēng)設(shè)備，這樣才能有效的將熱氣排出。

　　3)接下來的工作就是封閉熱通道或者冷通道，它們兩者的材料及工作量差不多。

　　5、 布置隔離冷(熱)通道的后期維護(hù)

　　1)布置隔離熱通道后，熱氣有可能不是很快排出，所以需要增加排氣風(fēng)扇，這也給后期維護(hù)帶來了很多的麻煩，風(fēng)機(jī)是一直都在運(yùn)行，不可能不會(huì)出現(xiàn)故障，那就需要更換排風(fēng)風(fēng)機(jī)，工作量也會(huì)增加

　　2)布置隔離冷通道后，其后期基本上沒有維護(hù)的成本，就算是需要對(duì)機(jī)房內(nèi)的照明更換，其也可以很方便的將冷通道頂棚移開。

　　6、 布置隔離冷(熱)通道后的節(jié)能數(shù)據(jù)

　　在允許布置隔離熱通道的情況下，其布置隔離冷(熱)通道后的節(jié)能效率數(shù)據(jù)是相差還是有的，其冷通道約可以節(jié)能30%，而熱通道由于需要加裝回風(fēng)風(fēng)機(jī)，所以其節(jié)能效率明顯要低于30%，有的地方可能還達(dá)不到10%。從下圖中可以看到，在每臺(tái)(列)機(jī)柜后頂部都有可能需要安裝一臺(tái)回風(fēng)風(fēng)機(jī)。

　　7、 布置隔離冷(熱)通道與消防聯(lián)動(dòng)

　　消防一直是數(shù)據(jù)中心最為關(guān)注的、不可缺少、卻又很少用到的預(yù)防綜合性安全系統(tǒng)。在這里我們不是要談消防怎樣，而是要說當(dāng)單個(gè)機(jī)房遇到火災(zāi)后會(huì)是怎么樣的情形?因?yàn)樗�有的IT設(shè)備電源、機(jī)柜電源都是布置在機(jī)架的后部，即使IT設(shè)備的電路板會(huì)有一部分在前端，當(dāng)設(shè)備發(fā)生著火時(shí)，也是從機(jī)架的后部開始著火，本著遇到火災(zāi)先滅火的原則，應(yīng)該在熱空氣區(qū)域安裝有主要消防噴頭，也可以在冷空氣區(qū)域安裝輔助噴頭。

　　由此，不然看出如下結(jié)論：布置隔離冷通道與消防聯(lián)動(dòng)似乎關(guān)系不是很大，而如果要布置隔離熱通道，那就與聯(lián)防聯(lián)動(dòng)有莫大的關(guān)系。

　　也就是說，我們?cè)诓贾美渫ǖ赖臅r(shí)候?yàn)榱四芘c消防進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，而采用磁力鎖封閉頂板的做法是不妥的。這樣不僅對(duì)消防起不到什么關(guān)鍵性的作用，而且還增加了能量的損耗。

　　當(dāng)然具體的我們還會(huì)在下一期的文章中進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

　　二、 論規(guī)劃冷通道應(yīng)該注意些什么問題

　　前面的三個(gè)章節(jié)分別講述了有關(guān)冷通道的相關(guān)問題，那么從這一章節(jié)開始，我們來講講一些實(shí)際項(xiàng)目中會(huì)面臨到的一些問題。也可以說，我們?cè)谠O(shè)計(jì)及布置隔離冷通道時(shí)應(yīng)該考慮、注意的一些細(xì)節(jié)性問題。

　　下面我會(huì)分別從方案的兩種不同角度來闡述這些我們需要注意的問題。

　　Ø 未布置冷/熱通道之前

　　傳統(tǒng)機(jī)房冷氣得不到有效控制，冷氣亂竄，所以有了機(jī)柜機(jī)房如冬，機(jī)柜如夏的感覺。傳統(tǒng)機(jī)房散熱示意圖

　　Ø 布置冷熱通道之后，未隔離冷通道之前

　　當(dāng)數(shù)據(jù)中心按照氣流組織的方式進(jìn)行機(jī)柜擺放時(shí)，其冷通道與熱通道的氣流就會(huì)有互相流竄的可能性發(fā)生，而影響空調(diào)機(jī)組的制冷效率，更為嚴(yán)重的熱空氣流竄到機(jī)柜的正面與冷空氣混合后再給IT設(shè)備制冷，這樣一來，本應(yīng)該是冷空氣制冷，現(xiàn)在卻變成了冷熱混合空氣給IT設(shè)備制冷，明顯滿足不了當(dāng)今高負(fù)荷下的制冷要求。左邊是出現(xiàn)這種情況的氣流組織圖：

　　Ø 隔離冷通道之后

　　冷通道機(jī)柜將輸送到機(jī)柜內(nèi)部的冷氣以最節(jié)約有效的方式全部輸送給散熱設(shè)備，機(jī)柜內(nèi)的熱量延指定方向輸送出機(jī)柜。設(shè)備間空隙使用封板蓋住，不會(huì)引起熱氣回流。

　　Ø 隔離冷通道之后，未安裝機(jī)柜盲板

　　當(dāng)機(jī)柜的正面沒有在未安裝服務(wù)器的U立柱上安裝滿足的盲板或者前面與后面有相通的孔位，其機(jī)柜前面從地板下送上來的冷風(fēng)就有會(huì)從縫隙中或者未安裝盲板處流向熱通道，與熱空氣發(fā)生混合，增加空氣制冷負(fù)擔(dān)，降低冷氣利用率。以下兩副圖說明了有或者沒有安裝盲板的氣流組織情況。

　　Ø 隔離冷通道之后，又采用下走線的方式

　　數(shù)據(jù)中心采用地板下送風(fēng)，機(jī)柜下的高架地板開有出線孔時(shí)，由于地板出線孔的不密封將導(dǎo)致大量的冷風(fēng)泄漏。在地板下靜壓為0.075吋水柱壓力的情況下(約20Pa) ，一個(gè)240 x 170mm開孔漏風(fēng)量 410 CFM, 或 2.56kW的制冷能力。而一個(gè)25%開孔率的地板出風(fēng)口，在20Pa的靜壓下，最大送風(fēng)量約500CFM或3.125KW制冷能力。假設(shè)每只機(jī)柜前面有一塊地板送風(fēng)口，每只機(jī)柜下有一只240 x 170mm出線孔，這樣空調(diào)的送風(fēng)有45%的冷風(fēng)漏到了機(jī)房，只有55%的冷風(fēng)送到了機(jī)柜的前面，而送到機(jī)柜前面的冷風(fēng)也沒有完全進(jìn)入服務(wù)器機(jī)柜，有一部分冷風(fēng)又直接被空調(diào)機(jī)組吸回，這樣實(shí)際進(jìn)入到機(jī)柜的有效冷風(fēng)就小于50%，空調(diào)有送風(fēng)利用率很低，而造成數(shù)據(jù)中心效率低。

　　除了以上所講述的冷熱氣流亂竄的問題，還有以下的這些注意事情需要業(yè)內(nèi)人士多留意，以免冷通道是做的隔離，但是實(shí)際上效果卻不怎么顯著。

　　Ø 靜電地板的凈空高度應(yīng)該根據(jù)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的IT設(shè)備密集的大小來定義，一般按照450mm以上布置最為妥當(dāng);

　　Ø 靜電地板下的送風(fēng)速度應(yīng)該保證在1.5m/S～2.5m/S之間(這個(gè)用風(fēng)速測試儀可以測試的出來);

　　Ø 靜電地板下面不能有走線線槽，即使有少數(shù)幾根線纜需要走，也要處理好走線孔;

　　Ø 機(jī)架必須按照“背靠背，面對(duì)面”的擺放方式，并且采用上走線的網(wǎng)格橋架便于散熱及氣流組織;

　　Ø 隔離冷通道后，IT設(shè)備的布局應(yīng)該是按照發(fā)熱量的大小從下往上進(jìn)行布置，因?yàn)闄C(jī)柜下端得到的風(fēng)量比上端更加高些，這樣更加有利于合理利用冷氣資源。降低空調(diào)利用率，節(jié)能減耗。

　　Ø 機(jī)架的擺放位置距離精密空調(diào)的距離至少為1800mm,主要是為了減少列頭機(jī)架的空氣倒吸入到靜壓倉中。

　　Ø 為加快機(jī)架內(nèi)冷熱氣體快速進(jìn)入與流出，可以考慮增加機(jī)柜門的開孔尺寸，但機(jī)柜尾部的線不能增加到機(jī)柜門的開孔區(qū)域，特別是不能阻擋住IT設(shè)備的出風(fēng)口，這點(diǎn)非常關(guān)鍵。

　　未完待續(xù)