數(shù)據(jù)中心耗能嚴(yán)重一直困擾運營者,但通過調(diào)查發(fā)現(xiàn),耗能嚴(yán)重產(chǎn)生的直接原因是:并未對機房熱點采取正確降溫手段所致,如何正確處理數(shù)據(jù)中心“熱問題”成為運營者需要關(guān)注的焦點。
數(shù)據(jù)中心高熱密度的現(xiàn)狀
從2000年前后開始,由于數(shù)據(jù)中心電子設(shè)備發(fā)熱量快速增加,不斷有人提出數(shù)據(jù)中心高熱密度問題,越來越多的解決方案也被提出來。同時隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)據(jù)中心的規(guī)模越來越大,發(fā)熱量也越來越大,因此,所謂的“熱問題”也越來越嚴(yán)重。
然而,“熱問題”真的這么嚴(yán)重?“熱密度”真的有這么高嗎?
通過實地走訪,調(diào)查大量的機房后,我們發(fā)現(xiàn):
·90%以上的機房存在“過熱”問題
·同時,這些機房的確“很冷”
就是說:大量機房確實存在所謂的“熱問題”,而在一般情況下,這就是所謂的“高熱密度”問題。然而,我們還必須透過現(xiàn)象看本質(zhì),要真正地認(rèn)清這個“熱問題”到底是什么問題?
熱點與熱區(qū)的概念
機房管理人員應(yīng)該很容易聯(lián)想到:機房的過熱實際上是指:“局部過熱”,并且這種局部過熱的區(qū)域?qū)τ谡麄€機房來講,相當(dāng)于一個“點”,也就是我們所述的“熱點”。這種熱點,實際區(qū)域很小,大多數(shù)情況下就是1個機柜或2個機柜而已。這就是所謂的“熱點”概念。與熱點概念相對應(yīng),我們可以引出一個“熱區(qū)”概念。如果將多個熱點集中在一起形成一個溫度較高的區(qū)域,該區(qū)域就可以稱之為“熱區(qū)”。

熱點:少數(shù)幾個機柜發(fā)熱量過大形成的小范圍的局部過熱區(qū)域。
熱區(qū):相對集中的較多發(fā)熱量過大的機柜形成的較大范圍的過熱區(qū)域。
熱點與熱區(qū)需要區(qū)別對待
由于熱點問題的存在,制冷設(shè)備供應(yīng)商與數(shù)據(jù)中心用戶想出了很多的解決方案,實際上,其中很多的方案是針對“熱區(qū)”而言的。就是說:在數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)了“熱點”時,采用了“熱區(qū)”解決方案,更有甚者,采用“機房”解決方案來解決“熱點”問題。這造成了大量的浪費。
這里羅列部分實際之中解決熱點的辦法:
·降低數(shù)據(jù)中心機房的空調(diào)溫度
·增加空調(diào)機的數(shù)量
·調(diào)整空調(diào)機的安裝位置
·采用全新的數(shù)據(jù)中心熱點解決方案
·安裝風(fēng)管定點送風(fēng)
·新建機房
·……
·多種方案的綜合
不管采用哪種方案,至少存在:投資較大,工作量較大、工期長、能耗增加的問題。
如上所述,采用“熱區(qū)”或“機房”解決方案來解決“熱點”問題,造成大量浪費,相當(dāng)于“用牛刀殺雞”。那么,為什么不采用“熱點”解決方案呢?我們認(rèn)為:實際上,采用“熱區(qū)”解決方案來解決“熱點”問題,也是不得已的措施,原因卻相當(dāng)簡單:缺少合適的“熱點”制冷解決方案(產(chǎn)品)。
現(xiàn)有熱點解決方案及其缺點
用戶與制冷設(shè)備供應(yīng)商共同想出了很多解決辦法,這里介紹其中的主要方法及其不足之處:
降低數(shù)據(jù)中心空調(diào)溫度
數(shù)據(jù)中心的空調(diào)控制溫度一般為:24℃,當(dāng)某個機柜出現(xiàn)過熱現(xiàn)象時,管理人員會簡單認(rèn)為:房間溫度不夠低,于是:就將機房的控制溫度降低,從24℃降低到20℃,甚至18℃。
這種方法在許多情況下是有效的,并且是最簡單的方法,因此這種方法被廣泛使用。
然而,這種方法立即將機房的空調(diào)能量消耗提升10%以上,因為房間溫度每降低1℃,空調(diào)機的制冷效率降低2%-3%以上,同時制冷量還降低3%-5%,還會引起過多的不必要除濕和加濕。此外,如果機房進一步過熱,這種方法就不管用了,因為機房空調(diào)機的控制溫度不能進一步降低。
增加空調(diào)機
一些用戶簡單認(rèn)為出現(xiàn)過熱現(xiàn)象是因為空調(diào)機的能力不夠,需要增加空調(diào)機。某些情況下,這種方式有效。當(dāng)補充空調(diào)機的安裝位置恰當(dāng),其冷風(fēng)可以直接送到過熱區(qū)域時,這種方案解決了問題。應(yīng)該說這種方案會引起較大的投資。
分散負(fù)荷
當(dāng)某個機柜出現(xiàn)過熱時,比較有經(jīng)驗的用戶會采用“負(fù)荷分散”的方法,即:將發(fā)熱量比較大的機柜內(nèi)部的服務(wù)器分散安裝到其他負(fù)荷比較小的機柜之中去。這種方法是有效的,不過也會引起一系列的服務(wù)器拆、裝工作量和費用。此外,有時也不一定可行,因為有的用戶必須將自己租用的服務(wù)器放在一個集中的地方。
調(diào)整空調(diào)機的位置
出現(xiàn)過熱時,數(shù)據(jù)中心用戶會同空調(diào)設(shè)備安裝人員溝通,有經(jīng)驗的設(shè)計、安裝人員考察用戶現(xiàn)場后,會向用戶提出這個解決方案。應(yīng)該說,這種方案是可取的。通過調(diào)整空調(diào)機的位置,改善氣流組織,使過熱現(xiàn)象消除。這種方法所增加的費用主要就是:空調(diào)機位置改變時的安裝、管路(風(fēng)管、水管、銅管)連接等工作量和相關(guān)費用。應(yīng)該說,這種費用有時相當(dāng)高,有時可實施,有時不可實施。
安裝風(fēng)機、風(fēng)管
這是一種比較直觀的、直截了當(dāng)?shù)慕鉀Q思路。通過將空調(diào)機送出的冷風(fēng)利用風(fēng)管送到需要冷風(fēng)的熱點,如果空調(diào)機的送風(fēng)風(fēng)壓不足,再在風(fēng)管上安裝一個增壓風(fēng)機(多數(shù)情況下都需要增加風(fēng)機,否則會降低相關(guān)空調(diào)機的送風(fēng)能力及制冷性能)。這種方案也存在一些問題,例如:沒有備份、投資高、機房有足夠的空間安裝風(fēng)管才行。

“高熱密度”到底有多高
當(dāng)前數(shù)據(jù)中心大多數(shù)機柜的熱密度為1500W-3000W/機柜(這里我們將其命名為普通機柜)。(折算到IT設(shè)備機房的平均熱密度為:800W-2000W/m2)。不過,也有很多的機柜,其最大發(fā)熱量超過這個數(shù)值,達(dá)到:3000-20000W/機柜,但絕大多數(shù)的機柜的最大發(fā)熱量小于:7kW/機柜。這里我們將發(fā)熱量在3000-7000W的機柜命名為“高熱”機柜,同時將發(fā)熱量大于7kW的機柜命名為“超高熱機柜”,將這兩種機柜統(tǒng)稱為“過熱”機柜。
根據(jù)實地走訪大量機房,加上其他與相關(guān)人員的口頭溝通,我們估算出:目前在過熱機柜中,高熱機柜數(shù)量占95%以上,超高熱機柜不到5%。
我們既需要解決不足5%的超高熱機柜的散熱問題,也需要很好地解決更大多數(shù)“高熱”的機柜的散熱問題。同時,我們不能用“超高熱”散熱方法來解決“高熱”機柜的散熱問題,更不能用常規(guī)機房空調(diào)的方法來解決“過熱”問題。


