興鐵 機房墻板整體定制包柱處理

       大中型數(shù)據(jù)中心機房的電子設(shè)備密集布放，總冷負(fù)荷比較大，每平方米大約在300～600W，有的甚至更高，其中設(shè)備冷負(fù)荷占到80%以上。

       針對于機房的余熱量大、發(fā)熱源集中的特點，就需要有合理的氣流組織的分配和分布，有效地將機房內(nèi)的余熱消除，保證電子設(shè)備對環(huán)境溫濕度、潔凈度、送風(fēng)速度以及人員對舒適度的需要。

　　一、氣流組織確定
　　機房的氣流組織形式有下送上回、上送側(cè)回(下回)方式，氣流組織形式的確定要考慮以下幾個方面:
　　(1)首先要依據(jù)設(shè)備冷卻方式、安裝方式，如設(shè)備或機柜自帶冷卻風(fēng)扇或冷卻盤管，目前較常見的設(shè)備和機柜的冷卻方式都是從前面進風(fēng)，后面域上部出風(fēng)。
　　(2)冷量的高效利用。使散熱設(shè)備在冷空氣的射流范圍內(nèi)。
　　(3)機房建筑結(jié)構(gòu)、平面布局。機房各個系統(tǒng)的建設(shè)要依托于建筑環(huán)境中，也受到這些因素的制約，如建筑層高、形狀、面積等。
　　二、氣流組織形式
　　(一)下送上回方式
　　下送上回方式是大中型數(shù)據(jù)中心機房常用的方式，空調(diào)機組送出的低溫空氣迅速冷卻設(shè)備，利用熱力環(huán)流能有效利用冷空氣冷卻效率，因為熱空氣密度小、輕，它會往上升;冷空氣密度大、沉，它會往下降，填補熱空氣上升留下的空缺，形成氣流的循環(huán)運動，這就是熱力環(huán)流。

        熱力環(huán)流不同于水平流動的風(fēng)，它是空氣上下垂直的對流運動，冷與熱激發(fā)出氣流緩慢的運動。跟風(fēng)不一樣，風(fēng)能夠改造局部環(huán)境的氣候，而熱力環(huán)流是氣流運動的原始動力。利用氣流的原始動力，可以不用設(shè)置動力設(shè)備，同樣達到最佳的冷卻效果，如圖4-1所示。

圖4-1　下送上回氣流組織

　　送風(fēng)口可安裝在高架活動地板上，也可用高架地板配套的風(fēng)口板送風(fēng)（見圖4－2），地板下的空司可作為空調(diào)送風(fēng)靜壓箱。

      靜壓箱可以減少送風(fēng)系統(tǒng)動壓、增加靜壓、穩(wěn)定氣流和減少氣流振動，可使送風(fēng)效果更加理想。空氣經(jīng)過地板上安裝的風(fēng)口板向設(shè)備和機柜送風(fēng)。

圖4-2

　　美國2005年4月發(fā)布的TIA942《數(shù)據(jù)申心通信基礎(chǔ)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)》中要求機房內(nèi)計算機設(shè)備及機架采用"冷熱通道"的安裝方式。"冷熱通道"的設(shè)備布置方式，打破常規(guī)，將機柜采用"背靠背、面對面"擺放，這樣在兩排機柜的正面面對通道中間布置冷風(fēng)出口，形成一個冷空氣區(qū)"冷通道"，冷空氣流經(jīng)設(shè)備后形成的熱空氣，排放到兩排機柜背面中的"熱通道"中，通過熱通道上方布置的回風(fēng)口回到空調(diào)系統(tǒng)，使整個機房氣流、能量流流動通暢，提高了機房精密空調(diào)的利用率，進一步提高制冷效果，如圖4－3所示。

圖4-3　冷熱通道示意圖

　　回風(fēng)口可安裝在天花板上，也可以利用穿孔的鋁天花板回風(fēng)，它的孔徑不能小于2mm，穿孔面積應(yīng)在15%以上。回風(fēng)同樣也是利用天花板與樓板之間的構(gòu)成的靜壓箱回風(fēng)。
　　下送上回風(fēng)具有以下顯著優(yōu)點:
　　(1)有效利用冷源，減少能耗。
　　(2)機房內(nèi)整齊、美觀，所有線槽都可暗敷。
　　(3)便于設(shè)備擴容和移位。　　
　　采用地板下送風(fēng)天花板上回風(fēng)，在設(shè)計中需要注意以下問題。
　　1、保持活動地板下一定的均壓靜壓值
　　機房內(nèi)高架活動地板下的空間作為送風(fēng)庫，通風(fēng)截面積大，截面豎向間隔有許多活動地板的支架，截面橫向上間隔甚至重疊有許多電纜及通信線纜線槽，所有這些都造成空氣沿送風(fēng)方向上的壓力損失。在線纜、線槽安裝時應(yīng)盡量避開空調(diào)機組，比較大的線槽方向宜與氣流方向平行安裝。如果送風(fēng)距離較長，空調(diào)機組的機外余壓雖能克服最遠端的阻力損失，但會造成送風(fēng)近端和遠端有較大的壓差，不利于保持均勻的靜壓值，因此要盡量地控制地板下的送風(fēng)距離。一般送風(fēng)距離大于25m時，空調(diào)機組宜兩側(cè)分別布放。
　　2、保證高架她板架空高度
　　大中型電子計算機機房高架地板敷設(shè)高度宜在40Omm以上，有條件時應(yīng)該盡量增加靜壓箱高度，這樣可以保證在安裝了大量線槽、線管后，仍不影響氣流暢通。
　　3、控制活動地板下送風(fēng)風(fēng)速
　　風(fēng)口板送風(fēng)類似于局部孔板送風(fēng)，要求送風(fēng)風(fēng)速小于3m/s，送風(fēng)均勻。根據(jù)機房內(nèi)設(shè)備集中布置的特點，為將局部大量的顯熱量帶走，送風(fēng)口需集中布置在設(shè)備前方進風(fēng)口，在全壓一定的情況下，這樣會造成靜壓箱局部斷面動壓增大，靜壓減少。另外，由于空調(diào)送風(fēng)量較大，在集中布置的風(fēng)口附近不宜再設(shè)置風(fēng)口，否則有可能會變成吸風(fēng)口。為避免這種現(xiàn)象發(fā)生，在風(fēng)口板上宜安裝調(diào)節(jié)閥，來調(diào)整局部的靜壓、動壓值，以達到最佳送風(fēng)效果。
　　4、送回風(fēng)風(fēng)道凈化處理
　　灰塵落在電子插件上，會產(chǎn)生塵膜，既影響散熱又影響絕緣效果甚至引起短路。同時灰塵也增加元件表面的熱阻，導(dǎo)致元件過熱而燒毀，所以機房應(yīng)按A級機房內(nèi)的塵埃標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。地板下和天花板上的送回風(fēng)風(fēng)道需做凈化處理，裝飾材料宜選擇不起塵、不吸塵的材料。
　　5、其他
　　人員較多的房間不宜采用這種送風(fēng)方式，因為送風(fēng)溫度較低，一般低于17℃，從底部送風(fēng)，工作人員會有不舒適的感覺。
　　(二)上送側(cè)回(下回)方式
　　上送側(cè)回通常是采用全室空調(diào)送回風(fēng)的方式，適用于中小型機房。上送風(fēng)可分為機房頂?shù)蚓o靠機房頂下的上部側(cè)送兩種形式，后者較為常用。由頂部或側(cè)上方送風(fēng)的氣流首先與室內(nèi)空氣混合，再進入設(shè)備或機柜內(nèi)。

        機房頂部安裝散流器或孔板風(fēng)口送風(fēng)，工作的氣流小且均勻，人有良好的舒適感。但大多數(shù)計算機機柜的冷卻的進風(fēng)口是在下部或前方，排風(fēng)口在機柜的上部。這樣，頂部的送風(fēng)氣流先與機柜處上升的熱氣流混合，再進入機柜冷卻設(shè)備，影響了機柜的冷卻效果。

        由于機柜進風(fēng)溫度偏高，機柜內(nèi)得不到良好的冷卻效果，必然造成機柜內(nèi)溫度偏高，導(dǎo)致計算機不能進行工常的工作，如圖4-4和圖4-5所示。
　　
圖4-4　上送側(cè)回氣流組織(上部風(fēng)帽側(cè)送風(fēng))

圖4-5　上送側(cè)回氣流組織(風(fēng)道頂送)

　　采用上送側(cè)回的氣流組織，對于散熱量較大的機房，只有采用較低的送風(fēng)溫度(13~16℃)，來維持機房內(nèi)溫濕度以及機柜散熱的需要，這樣會造成能源的浪費，而且較低的送風(fēng)溫度對工作人員也帶來不舒適的感覺。
　　上送側(cè)回方式通常可在建筑層高較低時，機房面積不大時采用，但要保證送回風(fēng)氣流暢通，不被設(shè)備阻擋。空調(diào)機組送風(fēng)出口處宜安裝送風(fēng)管道或送風(fēng)帽，如采用管道送風(fēng)，送風(fēng)口可使用散流器或百葉風(fēng)口。回風(fēng)可通過室內(nèi)直接回風(fēng)，如有不同空調(diào)房間時，也可采用管道回風(fēng)，但較少采用地板下回風(fēng)。　　

        彌漫式送風(fēng)方式送風(fēng)的氣流循環(huán)

　　(三)彌漫式送風(fēng)方式
　　有的空調(diào)設(shè)備生廠商開發(fā)了一種新型的送風(fēng)方式，即彌漫式送風(fēng)，其制冷原理是依據(jù)冷熱空氣的熱力環(huán)流進行設(shè)備的冷卻。相對于下送風(fēng)方式，彌漫式送風(fēng)不需要架空地板，而單位面積的熱負(fù)荷可提高10%，同時房間層高降低。這種送風(fēng)方式適用于小型機房，且送風(fēng)距離宜控制在l5m。
　　三、氣流分配系統(tǒng)
　　很多人不理解氣流分配系統(tǒng)也是數(shù)據(jù)機房設(shè)計的一部分。由于過去機房負(fù)載心密度，不正確的氣流分配不會造成嚴(yán)重的問題題。然而越來越高密度的負(fù)載，開始考驗現(xiàn)在的氣流分配單元，使一些問題逐步顯現(xiàn)出來，例如所有機柜朝向同一方向設(shè)計，大多數(shù)情況出于美觀的考慮，但實際上耗費了冷量資源和成本，以下介紹有關(guān)氣流分配得細節(jié)。
　　送風(fēng)口與回風(fēng)口設(shè)計
　　機柜內(nèi)氣流路徑和機柜布局是引導(dǎo)空氣流通改進制冷效果的關(guān)鍵因素，但要確保最佳制冷效果，還有一個關(guān)鍵因素:送風(fēng)口與回風(fēng)口設(shè)計。
　　這些通風(fēng)口的位置不當(dāng)會使冷空氣在到達設(shè)備前與熱空氣混合，從而引發(fā)上述各種效率問題和額外成本。送風(fēng)口或回風(fēng)口位置不當(dāng)?shù)那闆r很常見，幾乎會抵消所有冷熱通道設(shè)計的優(yōu)勢。
　　送風(fēng)口設(shè)計的關(guān)鍵在于將其置于盡可能接近設(shè)備進氣口的位置，將冷空氣限制在冷通道內(nèi)。對于地板下送風(fēng)方式的機房，意味著要將打孔地板放置于冷通道內(nèi)。

       上送風(fēng)與下送風(fēng)系統(tǒng)一樣有效，但關(guān)鍵還是要將回風(fēng)口設(shè)置于冷通道的上部，而且這些通風(fēng)口的設(shè)計必須能引導(dǎo)空氣向下進入冷通道(而不是橫向擴散)。在上送風(fēng)系統(tǒng)與下送風(fēng)系統(tǒng)中，任何通風(fēng)口若位于不運行設(shè)備的區(qū)域，均應(yīng)暫時關(guān)閉。因為這些通風(fēng)口會阻止回風(fēng)進入制冷系統(tǒng)，從而降低濕度。

　　回風(fēng)口設(shè)計的關(guān)鍵在于將其置于盡可能接近設(shè)備排氣口的位置，并從熱通道收集熱空氣。

       在有條件的情況下，可以便用架空吊頂回風(fēng)，這樣回風(fēng)口便可以輕松與熱通道進行協(xié)調(diào)工作。當(dāng)使用高敞開式整體回風(fēng)天花板時，最好是將制冷系統(tǒng)的進風(fēng)口盡可能地調(diào)高，并用管道連接熱通道上方的回風(fēng)口，以協(xié)調(diào)進風(fēng)口與熱通道。

       即便只有少數(shù)幾個回風(fēng)口與熱通道協(xié)調(diào)的簡單回風(fēng)系統(tǒng)也比房間側(cè)面的單一大型回風(fēng)口效果要好。
　　對于沒有活動地板或管道系統(tǒng)的小房間，上送風(fēng)系統(tǒng)與下送風(fēng)系統(tǒng)通常位于墻角或墻邊。

在這些情況下，很難協(xié)調(diào)冷空氣的輸送和熱空氣的回風(fēng)。通過以下方法可能會提高這些系統(tǒng)的效率。對于上送風(fēng)設(shè)備，將其置于熱通道的一端，并通過管道將冷空氣送至盡可能遠離制冷設(shè)備的冷通道。
　　對于下送風(fēng)設(shè)備，將其置于冷通道的一端，并添加吊頂強制通風(fēng)口或懸掛管道回風(fēng)口，回風(fēng)口位于熱通道上方。

        一項關(guān)于回風(fēng)位置不當(dāng)?shù)恼{(diào)查顯示，根本原因主要是:個人感覺一些通道冷一些通道熱，并認(rèn)為這種情況不正常，試圖通過將冷空氣出風(fēng)口移動到熱通道并將熱空氣出風(fēng)口移動到冷通道來加以調(diào)整。

        設(shè)計合理的機房旨在達到最佳工作狀態(tài)，即冷熱空氣分離，但人們通常認(rèn)為這是一種缺陷，他們會采取一些措施來混合空氣，因而降低了系統(tǒng)效率并增加了成本。總結(jié)了送風(fēng)口與回風(fēng)口設(shè)計缺陷及解決方案。

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