前言

云计算与大数据时代随着现代信息化技术、智能终端、互联网的兴起而快速到来，云计算市场迎来了一个发展的高峰，云计算的实现离不开数据中心的支持，而云计算本身又在驱动着数据中心的变革。云计算的精髓在于资源的虚拟化，IT软硬件架构与传统架构相比有很大的不同，特别是硬件的变化，主要表现为IT设备的高度集中、高发热、高耗能，驱使底层的风火水电等配套设施的作出相应改变，如何破解数据机房的三大挑战企业机房的高效运转是一个非常重要的课题?

企业数据中心中心的耗电

数据中心的基础设施核心保障就是IT设备，形象的说建设数据中心就是为了解决IT设备的“吃”、“住”、“舒适”等生活问题，吃的是UPS的不间断电源，住的是高档机柜，享受的是精密空调，当然要实现这些就需要付出相应的成本，其中数据机房的电费是目前企业级机房最大的营业成本之一，为了解决耗电问题，我们先分析能耗的组成，才能对症下药，一个典型的PUE=2.3的机房耗电组成如下所示：

其中IT设备用电包括所有的IT设备的负载，如服务器、储存和网络设备，

数据中心总用电包括支持IT设备负载条件的用电，如：

•电力系统:如UPS、配电及开关、电池和配电损失。

•空调系统：如冰水机组、机房空调机(CRAC,CRAH)、水泵及冷却水塔等。

•服务器、储存设备及网络设备等。

•其他杂项设备，如数据中心照明负载、监控门禁系统及消防系统。

根据以上耗电系统分析，PUE主要的改善方向如下：

以一个总功率100kW的机房为例，PUE从2.3改善到1.43，一年能节约30多万度电，5年就可以节约165万元的电费，为企业更高效的运营提供有力的支持。

采用水平送风空调技术

传统气流组织给数据中心带来的困惑是：

•整个架空地板下是个静压箱，所以每个机柜所享受到的出风量是一致的，无法按需提供冷风量;如果机柜的热密度产生差异，高热密度机柜就会产生局部热点;

•由于冷风从出风地板送出，通过机柜前开孔门板送入机柜，在机柜的垂直方向上，自下而上会产生风量梯度和稳定梯度;

•受机柜热密度的影响，单机柜装机容量受到限制：

•在传统的机房配置空调时，通常会注重机房所需的冷量而忽视服务器机柜所需的风量;

• IT对风量的要求通常是：每1kw热量，要求提供120CFM(合204m3/hr)的冷风，才能满足IT设备的冷却需求;

• 按传统的下送风空调制冷方式计算，每个机柜出风地板的风量为：出风口的风速≤3m/s，出风地板的面积为：0.36m2，地板的开孔率通常为30%，

•所以每个机柜前面的总风量为：

•3m/s×3600s/hr×0.36m2×30%=1166 m3/hr。

•每个机柜的装机热负荷为：1166 m3/hr÷204m3/hr=5.7kw

•通过上述风量计算，如果采用传统的下送风空调制冷解决方案，每个机柜IT设备的装机容量无法做大，导致机柜装机率不高，浪费机柜的空间，同时也浪费机房的空间;

•传统的房间制冷方式，由于送风距离远，难免在送风过程中产生风压、风量的衰减，导致远端机柜产生局部热点。

机柜级水平送风制冷解决方案能有效的解决传统房间级制冷方案的困惑：

•由于水平送风空调安装在机柜旁边，就近送风和制冷，解决地板下送风风阻导致的局部热点问题;

•就近制冷，送风距离短，冷量的利用率更高;

•空调可根据机柜的热密度，随时调整输出的风量和冷量，提供单个机柜的个性化风量和冷量需求，制冷更有针对性，效率更高;

•对数据中心机房建制过程中，是否要建架空地板，无需要求;机房地面的保温要求也更低;

•由于紧贴机柜安装空调，可以给单机柜提供足够的风量，所以机柜的IT设备装机容量可以大幅提高，如台达29kw的空调，风量为4930 m3/hr，那么单机柜的IT热密度可达：4930 m3/hr÷204m3/hr=24.2kw。

• 与传统的房间制冷方案相比，单机柜的装机容量可以提高4倍。

图1-3传统下送风空调与机柜式空调适应热密度比较

从图中，我们可以看出传统下送风空调，满足单机柜6kw一下的需求，而水平送风空调可满足单机柜30kw一下的需求。

经过对下送风空调(房间级)与水平送风空调(行级)的比较，水平送风空调更加靠近IT设备，送风距离短，效率更高，更加节能。

冷热通道封闭技术

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