高热密度通信机房的空调解决方案.docx

高热密度通信机房的空调解决方案摘要：针对通信机房建设中的高热密度问题结合国内外经验提出优化的空调解决方案。关键词：高热密度通信机房空调Abstract：Forhighheatdensityproblemincommunicationsroomitoptimizesairconditioningsolutionswithhomeandabroadexperiences.Keywords：HighheatdensityCommunicationroomAirconditioning0前言随着通信设备的迅猛发展通信机房建设中出现了高热密度问题。这个问题的出现与电子计算机本身以及集成化程度的发展变化密切相关。应用高密度信息技术设备如刀片服务器可使每个机柜的功率达到20kW以上这种负荷大大超出了一般机房的散热能力不可避免的带来了机房局部的高散热量以及局部温度的急剧升高。这就对通信机房空调设计提出了更高的技术要求和过去单纯追求机房内环境温度的降低不同高热密度通信机房的发展强调有效地带走每个设备的散热量。1高热密度机柜的散热需求如何有效地带走每个高热密度机柜的散热量是高热密度通信机房空调解决方案的核心问题。（本文中“高热密度机柜”指功率超过3kW的机柜因为3kW相当于目前通信机房平均散热能力范围的上限。）例如安装刀片服务器的机柜其进风口需要大约1180L/s的冷空气（以排出的空气温度升高11℃的常用值计算）从机柜后部也要排出相同数量的热空气。无论空调系统能否提供这么多的冷空气机柜都要吸入这么多空气。如果不能为机柜提供这么多的冷空气机柜中的设备就会吸入自己排出的热空气（或相邻机柜排出的热空气）导致设备过热。因此要达到高热密度机柜所需的散热性能需要三个关键要素：使机柜排出的热空气远离设备的进风口以保证进风的冷度；为机柜提供足量的冷空气从机柜中排出等量的热空气；以冗余和不间断的方式提供冷却功能。2空调解决方案针对上述高热密度机柜散热需求的三个关键要素下面几节将逐一提出空调解决方案。2.1使机柜排出的热空气远离设备的进风口以保证进风的冷度。除极少数情况以外绝大多数高热密度机柜的设计为从前面吸入冷空气从后面排出热空气。假如机柜都朝向一个方向排列则第一排机柜排出的热空气在通道中将和冷空气或环境空气相混合然后进入到第二排机柜。图1显示的就是这种布置。由于空气连续通过各排机柜设备的进风口空气注定是较热的。图1热通道和冷通道没有隔开的机柜布置为使机柜排出的热空气远离设备的进风口以保证进风的冷度最佳作法是将机柜面对面、背对背的形式布置形成冷、热通道相间隔的状态如图2所示。使机柜的前面朝向冷通道吸入冷空气而热空气将被排出到不含冷空气风口的热通道中。图2热通道和冷通道隔开的机柜布置为了更加有效地隔离冷、热空气机柜中任何未装满组件的垂直空间均需安装消隐挡板。因为组件之间的垂直空隙会引起气流混流在这些空隙装上消隐挡板就可阻挡热空气的回流。图3安装挡板对服务器进气口温度的影响2.2为机柜提供足量的冷空气从机柜中排出等量的热空气。每个高热密度机柜均需要大量的冷空气来带走设备产生的散热量如何将冷空气均匀的送到每个高热密度机柜的进风口如何将机柜排出的热空气准确的回收至空调机这是提供足量冷空气的关键点。空调机与机柜之间输送空气有以下三种基本形式：开启方式、局部管道方式、全管道方式。所谓开启方式即空调机和机柜直接从房间吸入或排出大量空气中间不用任何专门的管道来引导。所谓局部管道方式即通过管道送风或回风通风口位于靠近机柜处。而全管道方式中空气直接通过管道进出机柜。以上三种方式都可用在送风路线和回风路线上能形成多种气流组织形式的组合。其中开启方式送风（例如常用的风帽上送风）系统简单、安装成本低但送风气流组织与空气流动特性相矛盾使房间下部温度偏高且难以阻止冷热空气混合、难以将冷空气均匀的送到每个机柜的进气口等因此对于高热密度通信机房不推荐使用。而全管道方式送风需配合带有垂直气流配送装置的专用机柜很少使用。因此高热密度通信机房中常用的气流组织形式为局部管道方式送风与三种方式回风的组合。（如图4、图5所示）图4活动地板机房中常用的气流组织形式图5无活动地板机房中常用的气流组织形式图4、图5中的气流组织形式越往右冷却能力越强但管道系统越复杂空调系统的成本和复杂性都在提高。根据机房的特点和高热密度的程度选择适合的气流组织形式是为机柜提供足量冷空气的保证。活动地板下送风方式将冷空气从下部送出气流组织与空气流动特性一致容易得到好的空调效果且地板下的空间比风管断面面积要大许多这就形成了静压箱使送风更均匀同时可在一定范围内移动风口的位置以获得合适的送风口温度而风管上送风要做到这点甚为困难。因此对于高热密度通信机房