摘要：本文是在分析數(shù)據(jù)中心機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和全面了解在實(shí)際工作運(yùn)行中數(shù)據(jù)中心主機(jī)房的氣流組織情況的基礎(chǔ)上，分析了主機(jī)房出現(xiàn)的局部熱點(diǎn)、氣流組織不暢等問(wèn)題的原因和現(xiàn)狀，就此提出具有針對(duì)性氣流優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心；空調(diào)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)分析；氣流優(yōu)化

數(shù)據(jù)中心是一個(gè)高耗電的單位，在所有的用電支出成本中，空調(diào)系統(tǒng)的用電占據(jù)了很大的比例，因此，重點(diǎn)關(guān)注和研究數(shù)據(jù)中心機(jī)房的空調(diào)系統(tǒng)，采用合理的設(shè)計(jì)，有利于降低空調(diào)系統(tǒng)的耗能耗電，進(jìn)而減少數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行成本。其中，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的氣流優(yōu)化設(shè)計(jì)是本文分析研究的重點(diǎn)。

1數(shù)據(jù)中心氣流組織

大現(xiàn)代大中型的數(shù)據(jù)中心中采取什么樣的氣流組織形式，會(huì)受到自身的機(jī)房建筑環(huán)境、設(shè)備的布置方式、設(shè)備自身冷卻方式、整體散熱量的要求等多方面因素共同影響，具體來(lái)說(shuō)分為機(jī)柜級(jí)制冷、行級(jí)制冷、和房間級(jí)制冷這三種方式。

1.1機(jī)柜級(jí)制冷氣流

機(jī)柜級(jí)制冷氣流組織方是一種遵循“先冷設(shè)備再冷環(huán)境”原則的氣流組織方式，一般精準(zhǔn)的上送風(fēng)和下送風(fēng)方式都算是機(jī)柜級(jí)制冷的氣流組織方式。 機(jī)柜間制冷氣流組織對(duì)于對(duì)于送風(fēng)技和設(shè)備都有嚴(yán)格的要求來(lái)買，可以說(shuō)是一項(xiàng)很有節(jié)能價(jià)值的方式，但缺點(diǎn)確實(shí)有些安裝成本較高，設(shè)備安裝和維護(hù)量比較大。

1.2行間級(jí)制冷氣流

行間級(jí)制冷的氣流組織方式主要有三種形式：

1.2.1是下送冷風(fēng)方式 具體原理過(guò)程是，冷氣流在了空調(diào)系統(tǒng)的作用下，通過(guò)中空地板下的冷通道，在設(shè)備附近的地板出風(fēng)口排出，然后，空調(diào)系統(tǒng)會(huì)采用自然回風(fēng)或風(fēng)管的方式讓熱氣回流。

1.2.2上送冷風(fēng)的方式 上送冷風(fēng)方式調(diào)通過(guò)兩列設(shè)備間的送風(fēng)管道將冷氣送向設(shè)備，這種方式需要注意的重點(diǎn)是，空調(diào)系統(tǒng)的制冷系統(tǒng)一定要比空調(diào)的其它系統(tǒng)更近設(shè)備和機(jī)柜，保證空調(diào)的冷氣排放出口更夠及時(shí)地在熱風(fēng)回收前釋放出冷空氣；在數(shù)據(jù)中心的建設(shè)發(fā)展過(guò)程中，不難發(fā)現(xiàn)，使用前進(jìn)風(fēng)和后排風(fēng)的設(shè)備大多比較適合這種行間級(jí)制的冷氣流。

1.2.3下送上回方式

下送上回的氣流組織是目前應(yīng)用較為普遍，技術(shù)較為成熟的方式。這種方式下，機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備和服務(wù)器一般采用背對(duì)背、面對(duì)面的布置形式，這樣會(huì)形成天然的冷熱通道。熱氣流從機(jī)房空調(diào)機(jī)頂部進(jìn)入，在經(jīng)過(guò)制冷系統(tǒng)冷卻后轉(zhuǎn)化為冷空氣，被送入中空的地板下安裝好的送風(fēng)通道，最后通過(guò)地板處裝設(shè)的送風(fēng)口進(jìn)入機(jī)房或機(jī)柜內(nèi)，最終形成下送上回的氣流組織形式。

1.3房間級(jí)制冷氣流

房間級(jí)制冷氣流組織與機(jī)柜級(jí)制冷氣流組織正相反，體現(xiàn)的是一種“先冷卻環(huán)境后冷卻設(shè)備”原則。這種氣流組織的方式明顯的缺點(diǎn)是，在當(dāng)前的技術(shù)條件下，空調(diào)冷氣根本做不到按需分配，這樣一來(lái)很容易造成機(jī)房?jī)?nèi)部環(huán)境的冷熱不平衡，離空調(diào)近的設(shè)備一側(cè)冷，離空調(diào)遠(yuǎn)的一側(cè)的設(shè)備熱的現(xiàn)象，導(dǎo)致機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備局部過(guò)熱和熱島現(xiàn)象。

在實(shí)際的數(shù)據(jù)中心工作實(shí)踐中，可以確定房間級(jí)空調(diào)冷氣流組織方式更適用于小型的移動(dòng)基站數(shù)據(jù)中心。

2氣流組織優(yōu)化原則

2.1合理性

對(duì)數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)實(shí)行氣流組織的優(yōu)化，要符合數(shù)據(jù)中心機(jī)房的實(shí)際情況，從數(shù)據(jù)中心機(jī)房的內(nèi)部和外部環(huán)境、機(jī)房建筑位置、通信設(shè)備布置方式、甚至是所在地的氣候變化特點(diǎn)都是要考慮的因素，因此要在綜合這些因素之后，制定科學(xué)合理的氣流組織優(yōu)化方案。

2.2可行性

數(shù)據(jù)中心具有全年不間斷運(yùn)行的特點(diǎn)，如果要對(duì)內(nèi)部的氣流組織進(jìn)行優(yōu)化，勢(shì)必要對(duì)內(nèi)部環(huán)境驚醒改造，因此要在保證數(shù)據(jù)中心能夠正常運(yùn)行的原則下，實(shí)現(xiàn)氣流組織的優(yōu)化；同時(shí)，也要注意到，優(yōu)化方案的費(fèi)用支出，選擇最優(yōu)的性價(jià)比方案。

2.3安全性

安全性原則是一切方案的重中之重，數(shù)據(jù)中心的設(shè)備關(guān)系著海量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理，對(duì)用戶也會(huì)有很重要的影響，因此要在保證數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定、安全的前提下，對(duì)機(jī)房進(jìn)行氣流組織的優(yōu)化改造。

3氣流組織的優(yōu)化技術(shù)

3.1對(duì)通信設(shè)備進(jìn)行改造

數(shù)據(jù)中心機(jī)房的氣流組織形式其目的就是為了給通信設(shè)備的運(yùn)行創(chuàng)造一個(gè)穩(wěn)定恒溫恒濕潔凈度高的環(huán)境，因此，可以從改造通信設(shè)備的方式著手，主要從以下兩方面開(kāi)展工作：一是針對(duì)不同型號(hào)的通信設(shè)備的顯熱量的不同，在不影響設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)下，進(jìn)行合理的改造，有的通信設(shè)備散熱部分的開(kāi)孔太小，造成內(nèi)部散熱量不好，增加機(jī)架面板開(kāi)孔數(shù)量，提高散熱率，增大通風(fēng)量，降低機(jī)架內(nèi)部溫度；二是根據(jù)不同設(shè)備顯熱量的不同，選擇最優(yōu)的布置排列方式，對(duì)于散熱量較小的擺在距離空調(diào)較遠(yuǎn)的位置。

3.2采用冷池技術(shù)

冷池技術(shù)是一種較為先進(jìn)的、針對(duì)數(shù)據(jù)中心機(jī)房氣流組織現(xiàn)狀提出的制冷技術(shù)，具體包括內(nèi)冷池技術(shù)和外冷池技術(shù)兩種，是指在設(shè)備的機(jī)柜內(nèi)部或兩臺(tái)機(jī)柜中間構(gòu)造專門的制冷通道，只針對(duì)所在的機(jī)柜制冷，把冷空氣最大限度地控制在機(jī)柜中，只有先通過(guò)機(jī)柜才能和機(jī)房的空氣實(shí)現(xiàn)循環(huán)，避免了冷熱氣流混亂造成的浪費(fèi)，保證了冷空氣的利用效率和利用結(jié)果，有力地解決了機(jī)柜局部過(guò)熱的問(wèn)題。在實(shí)際應(yīng)用中，內(nèi)冷池的技術(shù)要求較高，但卻代表標(biāo)著未來(lái)的發(fā)展方向，所以目前，應(yīng)用較為普及的是外冷池技術(shù)。

3.3改變空調(diào)布置形式

空調(diào)的出風(fēng)口位置很重要，會(huì)影響空調(diào)的送風(fēng)量，送風(fēng)距離，進(jìn)而對(duì)整個(gè)機(jī)房的氣流組織產(chǎn)生影響。一般情況下，采用下送風(fēng)方式的情況較多，空調(diào)對(duì)每個(gè)設(shè)備都進(jìn)行精密送風(fēng)，這樣的制冷效果固然好，但也會(huì)加劇能源消耗的負(fù)擔(dān)和成本。因此合理設(shè)置空調(diào)的布局非常重要?？照{(diào)的布置形式主要考慮以下幾個(gè)方面：空調(diào)的送風(fēng)口應(yīng)盡量輻射最大的面積；有根據(jù)空調(diào)遠(yuǎn)程送風(fēng)的能力，合理安排空調(diào)的送風(fēng)口的距離；空調(diào)送風(fēng)口的方向要保持一致，避免造成冷熱空氣的混流，降低冷空氣的制冷效率；空調(diào)送風(fēng)的方向不能有阻礙物，影響冷空氣的順暢流通。

3.4封閉冷通道

封閉冷通道的氣流組織優(yōu)化方式會(huì)提高冷量利用效率，具體的原理是，在封閉的通道內(nèi)冷氣流會(huì)被迫經(jīng)過(guò)散熱設(shè)備，避免冷氣流短路和熱回流，使得送進(jìn)來(lái)的冷氣流能夠得到充分的利用。當(dāng)然，也要注意到這種氣流組織的優(yōu)化方式可能會(huì)導(dǎo)致冷通道負(fù)壓和防火等問(wèn)題，保證封閉擋板的靈活開(kāi)關(guān)和拆卸，避免安全隱患。

3.5加大送風(fēng)量

數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)的氣流組織本質(zhì)上就是在空調(diào)系統(tǒng)的作用下實(shí)現(xiàn)冷空氣和熱空氣的轉(zhuǎn)換交流，保證機(jī)房的溫濕度適合設(shè)備的運(yùn)行，但是由于通信設(shè)備不間斷運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，如果數(shù)據(jù)中心機(jī)房的氣流組織較弱，就不能及時(shí)地將熱空氣送去室外，將冷空氣送進(jìn)機(jī)房?jī)?nèi)。因此，保證數(shù)據(jù)中心的氣流組織正常、高效地運(yùn)行，就要對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)所有運(yùn)行的設(shè)備產(chǎn)生的熱量有一個(gè)全面的了解和把握，并根據(jù)這一結(jié)果設(shè)置有針對(duì)性的冷空氣送風(fēng)量，淡然不可能送進(jìn)來(lái)的所有冷空氣都得到利用，因此，適當(dāng)?shù)丶哟罂照{(diào)的送風(fēng)量是十分有必要的，這能更好地保證機(jī)房?jī)?nèi)部的制冷效果。

結(jié)束語(yǔ)：

總而言之，通過(guò)提高送風(fēng)量、改變空調(diào)布置形式、封閉冷通道這三種措施對(duì)數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)部的氣流組織優(yōu)化，是能夠在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中有助于提高數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)的制冷效率和制冷效果的，同時(shí)還會(huì)一定程度上降低空調(diào)系統(tǒng)的耗能率，節(jié)約空調(diào)系統(tǒng)的用電支出。但同時(shí)也更加提醒作為相關(guān)研究者，要能夠用創(chuàng)新的思維解決問(wèn)題，不斷地提高研發(fā)設(shè)計(jì)水平，從多方面促進(jìn)數(shù)據(jù)中的綠色發(fā)展。

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• 文章標(biāo)簽： 機(jī)房空調(diào) 氣流 數(shù)據(jù)中心
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