局部熱量增大將改變制冷系統設計觀念

　　另一個與不斷增長的功率密度相關的重要問題是數據中心環境中增長的熱量。在數據中心，所有電力實際上都轉化為熱量，之后熱量又被排放回運行環境中。

　　多數數據中心機房制冷系統都存在各種基本的設計和配置缺陷，這可能會導致無法獲得既定的冷卻性能，同時阻礙冷空氣的流通。這些問題通常不會被發現，因為計算機機房運行的功率密度通常遠低于設計目標。然而，隨著IT設備功率密度的增加，使得數據中心機架微環境逐漸接近其設計極限，進而暴露出了無法提供有效冷卻性能的問題。

　　

　　 圖3 典型數據中心功率消耗分布

　　低效的冷卻性能除可能降低系統可用性外，還可能導致成本大幅增加。設計的缺陷可能將冷卻系統的效率降低20%或更多。圖3所示為典型數據中心功率消耗分布，冷卻系統消耗的功率接近整個IT負載消耗的功率。冷卻效率降低20%，便可能導致整個功率消耗增加8%。

　　要對數據中心的冷卻系統進一步優化，不僅要考慮冷卻設備自身的設計和規范問題，還要注意整個冷卻系統為設備提供冷空氣的過程。

　　事實上，不斷增加的散熱需求對于目前的數據中心來說無異于又多了一個負擔。當環境溫度超過一定限度時會導致系統發生故障，而系統故障最終會導致意外的宕機。盡管現在的高架地板上通常可以放置新的空氣處理器，但是高架地板的高度對額外的空氣流動不利。尤其是電源和數據電纜數量的增加以及更大的冷卻水管可能會妨礙地板下空氣的適當流動，最終導致缺少足夠的靜壓來冷卻高密度的機架設備。解決問題的一個辦法是在相應的設備前增加額外的出風口。這通常可以增加該點上的制冷量，但同時也會影響其他區域的靜壓。

　　另一個類似的方法是增加空氣處理器的功率。如果能夠用更大的風扇吹出更多的空氣，出風口就會得到所需的靜壓和冷卻。但是在某些的情況下，結果恰好相反。功率大的馬達產生的流速快的氣流可能會在鄰近的出風口處產生文德里效應。文德里效應是一個基本的空氣動力學定律。根據此定律，當流體以相對較高的速度通過一個表面時，對表面的壓力就會降低。

　　文德里效應會導致某些部位致冷效果變差，使設備運行變得不安全。過去，即便數據中心失去致冷功能1個小時甚至更長時間，也能保持安全運行。但是如今，高密度數據中心產生的巨大熱量意味著如果致冷暫停幾分鐘，溫度就會上升，從而威脅設備的運行。

　　快速散熱的要求不僅影響系統設計，而且會影響致冷設備的維護。過去，在更換過濾器或維護空氣處理器時，出現短時間斷電不會有太大影響，但現在所帶來的危險已不可同日而語了。

　　
　　 圖4 熱通道—冷通道方法

　　因此，更高級別的空氣處理器冗余配置變得越來越普遍。附加的冗余配置使維護工作和設備故障不至于威脅到整個系統。這方面，一些基本的方法已經取得了較好的效果，例如“熱通道—冷通道方法”。該方法是一種機柜布局方式，有助于最大限度地增加設備機柜入口處的冷氣量。如圖4所示。

　　使用這種方法，機柜的前端彼此相對，并在相應的通道中裝有出風口。這樣就形成了“冷通道”，有助于設備入口接受冷卻空氣。在后通道上，每個機柜的背面彼此相對，熱空氣排進該通道中就會上升并產生更強的對流循環。