摘要：本文是在分析數據中心機房空調系統的設計和全面了解在實際工作運行中數據中心主機房的氣流組織情況的基礎上，分析了主機房出現的局部熱點、氣流組織不暢等問題的原因和現狀，就此提出具有針對性氣流優化方案。

關鍵詞：數據中心；空調系統；設計分析；氣流優化

數據中心是一個高耗電的單位，在所有的用電支出成本中，空調系統的用電占據了很大的比例，因此，重點關注和研究數據中心機房的空調系統，采用合理的設計，有利于降低空調系統的耗能耗電，進而減少數據中心的運行成本。其中，對空調系統的氣流優化設計是本文分析研究的重點。

1數據中心氣流組織

大現代大中型的數據中心中采取什么樣的氣流組織形式，會受到自身的機房建筑環境、設備的布置方式、設備自身冷卻方式、整體散熱量的要求等多方面因素共同影響，具體來說分為機柜級制冷、行級制冷、和房間級制冷這三種方式。

1.1機柜級制冷氣流

機柜級制冷氣流組織方是一種遵循“先冷設備再冷環境”原則的氣流組織方式，一般精準的上送風和下送風方式都算是機柜級制冷的氣流組織方式。 機柜間制冷氣流組織對于對于送風技和設備都有嚴格的要求來買，可以說是一項很有節能價值的方式，但缺點確實有些安裝成本較高，設備安裝和維護量比較大。

1.2行間級制冷氣流

行間級制冷的氣流組織方式主要有三種形式：

1.2.1是下送冷風方式 具體原理過程是，冷氣流在了空調系統的作用下，通過中空地板下的冷通道，在設備附近的地板出風口排出，然后，空調系統會采用自然回風或風管的方式讓熱氣回流。

1.2.2上送冷風的方式 上送冷風方式調通過兩列設備間的送風管道將冷氣送向設備，這種方式需要注意的重點是，空調系統的制冷系統一定要比空調的其它系統更近設備和機柜，保證空調的冷氣排放出口更夠及時地在熱風回收前釋放出冷空氣；在數據中心的建設發展過程中，不難發現，使用前進風和后排風的設備大多比較適合這種行間級制的冷氣流。

1.2.3下送上回方式

下送上回的氣流組織是目前應用較為普遍，技術較為成熟的方式。這種方式下，機房內的設備和服務器一般采用背對背、面對面的布置形式，這樣會形成天然的冷熱通道。熱氣流從機房空調機頂部進入，在經過制冷系統冷卻后轉化為冷空氣，被送入中空的地板下安裝好的送風通道，最后通過地板處裝設的送風口進入機房或機柜內，最終形成下送上回的氣流組織形式。

1.3房間級制冷氣流

房間級制冷氣流組織與機柜級制冷氣流組織正相反，體現的是一種“先冷卻環境后冷卻設備”原則。這種氣流組織的方式明顯的缺點是，在當前的技術條件下，空調冷氣根本做不到按需分配，這樣一來很容易造成機房內部環境的冷熱不平衡，離空調近的設備一側冷，離空調遠的一側的設備熱的現象，導致機房內設備局部過熱和熱島現象。

在實際的數據中心工作實踐中，可以確定房間級空調冷氣流組織方式更適用于小型的移動基站數據中心。

2氣流組織優化原則

2.1合理性

對數據中心空調系統實行氣流組織的優化，要符合數據中心機房的實際情況，從數據中心機房的內部和外部環境、機房建筑位置、通信設備布置方式、甚至是所在地的氣候變化特點都是要考慮的因素，因此要在綜合這些因素之后，制定科學合理的氣流組織優化方案。

2.2可行性

數據中心具有全年不間斷運行的特點，如果要對內部的氣流組織進行優化，勢必要對內部環境驚醒改造，因此要在保證數據中心能夠正常運行的原則下，實現氣流組織的優化；同時，也要注意到，優化方案的費用支出，選擇最優的性價比方案。

2.3安全性

安全性原則是一切方案的重中之重，數據中心的設備關系著海量的數據存儲和處理，對用戶也會有很重要的影響，因此要在保證數據中心穩定、安全的前提下，對機房進行氣流組織的優化改造。

3氣流組織的優化技術

3.1對通信設備進行改造

數據中心機房的氣流組織形式其目的就是為了給通信設備的運行創造一個穩定恒溫恒濕潔凈度高的環境，因此，可以從改造通信設備的方式著手，主要從以下兩方面開展工作：一是針對不同型號的通信設備的顯熱量的不同，在不影響設備運行的狀態下，進行合理的改造，有的通信設備散熱部分的開孔太小，造成內部散熱量不好，增加機架面板開孔數量，提高散熱率，增大通風量，降低機架內部溫度；二是根據不同設備顯熱量的不同，選擇最優的布置排列方式，對于散熱量較小的擺在距離空調較遠的位置。

3.2采用冷池技術

冷池技術是一種較為先進的、針對數據中心機房氣流組織現狀提出的制冷技術，具體包括內冷池技術和外冷池技術兩種，是指在設備的機柜內部或兩臺機柜中間構造專門的制冷通道，只針對所在的機柜制冷，把冷空氣最大限度地控制在機柜中，只有先通過機柜才能和機房的空氣實現循環，避免了冷熱氣流混亂造成的浪費，保證了冷空氣的利用效率和利用結果，有力地解決了機柜局部過熱的問題。在實際應用中，內冷池的技術要求較高，但卻代表標著未來的發展方向，所以目前，應用較為普及的是外冷池技術。

3.3改變空調布置形式

空調的出風口位置很重要，會影響空調的送風量，送風距離，進而對整個機房的氣流組織產生影響。一般情況下，采用下送風方式的情況較多，空調對每個設備都進行精密送風，這樣的制冷效果固然好，但也會加劇能源消耗的負擔和成本。因此合理設置空調的布局非常重要。空調的布置形式主要考慮以下幾個方面：空調的送風口應盡量輻射最大的面積；有根據空調遠程送風的能力，合理安排空調的送風口的距離；空調送風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；空調送風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化方式會提高冷量利用效率，具體的原理是，在封閉的通道內冷氣流會被迫經過散熱設備，避免冷氣流短路和熱回流，使得送進來的冷氣流能夠得到充分的利用。當然，也要注意到這種氣流組織的優化方式可能會導致冷通道負壓和防火等問題，保證封閉擋板的靈活開關和拆卸，避免安全隱患。

3.5加大送風量

數據中心機房內的氣流組織本質上就是在空調系統的作用下實現冷空氣和熱空氣的轉換交流，保證機房的溫濕度適合設備的運行，但是由于通信設備不間斷運行會產生大量的熱量，如果數據中心機房的氣流組織較弱，就不能及時地將熱空氣送去室外，將冷空氣送進機房內。因此，保證數據中心的氣流組織正常、高效地運行，就要對機房內所有運行的設備產生的熱量有一個全面的了解和把握，并根據這一結果設置有針對性的冷空氣送風量，淡然不可能送進來的所有冷空氣都得到利用，因此，適當地加大空調的送風量是十分有必要的，這能更好地保證機房內部的制冷效果。

結束語：

總而言之，通過提高送風量、改變空調布置形式、封閉冷通道這三種措施對數據中心機房內部的氣流組織優化，是能夠在實際的運行過程中有助于提高數據中心空調系統的制冷效率和制冷效果的，同時還會一定程度上降低空調系統的耗能率，節約空調系統的用電支出。但同時也更加提醒作為相關研究者，要能夠用創新的思維解決問題，不斷地提高研發設計水平，從多方面促進數據中的綠色發展。

來源：精密空調 http://lbjsjzl.com/

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