随着服务器集成度的提高,数据中心机房单机架的功率大幅提升。据统计,现在最新的刀片式服务器机架功率高达15kW,台式服务器机架功率为1.5kW,模块式服务器机架功率为5kW。高耗电必然产生高发热,这使得局部发热变得很厉害,温度梯度变化大,通风降温处理复杂。空调短时间的停机或制冷量不足,机房温度会迅速升高到极限温度,造成服务器全部报警甚至停机。据相关数据显示,我国有近33%的机房曾因为空调制冷问题出现过宕机现象。高耗能的计算机使数据中心陷入困境。
从目前看来,空调系统制冷量或送风量设计过小、机房大环境气流组织不合理、机柜内部小环境气流组织不合理、机柜内设备发热量过大、机柜排列过于密集等问题是导致局部过热的主因,解决这些因素,应从机房的规划设计、制冷系统设计和设备选型、应用维护等三个方面着手予以分析论证,并给出高密系统的解决办法。
一、数据中心机房的规划设计
1、对机房进行分类明确定义功率密度。根据机房数据设备安放与耗电密集度,将机房分为高负荷机房、中负荷机房及低负荷机房三种,其单位面积和单机柜耗电指标、单机柜设备配置数量限值见表1。
表1单位面积和单机柜耗电指标、单机柜设备配置数量限值
注:单机柜功率超过4kVA/柜时,应根据机柜发热量有针对性进行调整。
2、减少机房受环境影响。对于新建机房,可以考虑外墙的朝向,将机房设计在建筑的东侧或北侧,在相对一侧留有走廊等通道。机房内尽量不设计窗口,选用密封性能好和自动关闭式的防火门。
3、适当的机房面积。大型数据中心机房不宜正方形,而是适应长条形,经济面积宜为500至800平方米。
4、合理布置设备。布置数据中心设备区域,应根据设备种类、系统成组特性、设备的发热量、机柜设备布置密度、设备与机柜冷却方式等,合理考虑机房区域、机柜列组、机柜内部三个层面的精密空调设备制冷的气流组织。设备布置应明确划分冷热通道,以保障送风气流直接送至冷通道。当机柜内或机架上的设备为前进风/后出风方式冷却时,机柜或机架的布置宜采用面对面、背对背方式。
热通道间距应大于冷通道间距,以有利于热通道散热。一般采用地板下送风上部回风的气流组织方式,其送风通道和回风通道均可在需要的位置开设风口。采用架空地板作为送风静压箱,架空地板的高度应根据负荷密度、机房面积综合确定。地板下面禁止走线缆、水管,以防止阻塞风道。