APC教您：高密度区域遏制方法及优势简介

服务器散热是保障系统运行的基本手段，也是保护服务器的基础手法。而服务器排出的热空气可通过3种方式被传送到空调：无遏制、热通道遏制以及机柜气流遏制（见图5）。所有这些方法均采用行级制冷概念（如将空调机置于距IT机柜几英尺范围内）。

图5 – 高密度区域遏制方法

本文主要针对在低密度机房内形成机房中性"岛"的3种方式进行解析：

一、无遏制

无遏制区域采用热通道和冷通道的标准布局和标准宽度来防止冷热气流的混合。为此，开放区域取决于一行内的多台机柜，对独立制冷IT机柜不起作用。由各行机柜（在某些情况下还包括墙壁）形成的冷、热通道对冷、热气流进行隔离，如图6所示。IT设备机柜距离行级空调越近，热空气的捕获量和被制冷的量也越大。

随着IT机柜与行级空调机之间距离的增加，数据中心内热空气与周围的空气的混合也就越多。

何种情况下采用本方法：

² IT机柜处于经常会移动和重新定位的区域时

² 使用的IT机柜来自多个不同的厂商时

需要权衡的因素：

² 即便是在较低密度下仍需要更多的行级空调，以便很好的收集来自所有IT机柜的热废气

图6 – 无遏制的高密度区域

为什么缩短气流路径可提高数据中心效率

在采用传统房间级包围式制冷的情况下，到达每一机柜的冷空气所经过的距离更长，这需要额外的风扇电力。此外，如果没有高架地板，机房内冷供风与热废气之间可能存在实质性混合，从而需要将供风温度降至远低于IT机柜处所需的水平。热点可能导致进一步降低供风温度以控制过热。过低的供风温度可能存在冷却盘管上发生冷凝的风险，冷凝则可导致浪费的除湿-再加湿过程，并降低系统制冷容量。较长的回风路径同样也会导致空气混合，由此降低向制冷单元的回风温度。较低的回风温度会减缓向盘管的热传递速度，从而使排热效率不高。

行级制冷中气流路径的大幅缩短将显著减少供风与回风的混合（在采用密封和盲板时，几乎可以消除混合）。在供风一侧，这将允许在较高的盘管温度下工作，这将使制冷器维持运行所需能量降低，并大大降低了导致冷凝浪费的可能性。在回风一侧，它将形成较高的回风温度，从而可提高排热率。与长路径制冷系统相比，这些综合的短路径效应可以（1）提高运行制冷效率并（2）增加排热系统的制冷容量。

二、热通道遏制

热通道遏制区域与无遏制区域基本相同，只是每两行之间的热通道均被遏制。热通道通过天花板以及通道两端的门加以封闭，成为热空气排放通道（图7）。此外，机柜的后门被去除。热废气被物理遏制，不能与数据中心环境空气相混合。需要一面墙壁或另一排机柜来构成冷通道，以隔离冷空气供应。

何种情况下使用本方法

² 在必须节约占地面积的情况下。此方法普遍使用，因为它与两排低密度机柜的占地面积相同。

² 在采用热通道/冷通道布局的数据中心内

需要权衡的因素

² 热通道遏制挡板会提高基建成本

² 热通道遏制可能因为高温而超出工作环境规定限制

² 与某些类型的电缆、配电条、标签及其他并非针对高温设计的材料不兼容

² 不能对单排机柜使用

² 具备管辖权的机构（AHJ）可能要求热通道内有灭火设施

图7 – 采用热通道遏制的高密度区域

三、机柜遏制

机柜遏制（也称为"机柜空气遏制"）与热通道遏制类似，只是利用设备机柜的后框架和一系列挡板形成后部气流通道将热空气加以遏制。此通道可被连接至一台IT机柜或一排机柜（图8）。用于构建热空气通道的档板会使常规机柜的深度增加20 cm（8 in）。在必要的时候，可选用一系列的前档板将冷、热气流完全遏制，如图9所示。这种可选的前部遏制将使机柜深度再增加20 cm（8 in）。

何种情况下使用本方法

² 在热通道遏制为优选方法的情况下，只剩一个奇数行为无遏制

² 当要求经常操作且便于管理通信电缆时

² 在独立开放式数据中心环境或混合式布局等情况下需要实现完全隔离时 – 仅当可选的前部遏制系统应用时

² 在缺乏任何形式的制冷、高密度设备放置于高温下的布线室内 –仅当可选的前部遏制系统应用时

² 当需要消音时 –仅当可选的前部遏制系统应用时

需要权衡的因素

² 前方和后方密封档板会增加基建成本

² 在单一机柜配置中，当需要制冷冗余时，成本会大幅增加

为什么不使用遏制？

密封可能会是任何行级制冷情况下的明确选择。然而，事情并不总是这样。采用行级制冷时，遏制系统在较低密度下更为重要，此时IT机柜所需空调之间的比值较高。

此比值越高，IT机柜与空调之间距离越大，热空气"逃逸"的机率越高。另一方面，高密度意味着IT机柜对空调机的比率较低，气流路径较短，热空气逸出机会较低——在此情况下，密封不太重要，因为气流被紧密定向，倾向于完全自行"运行"。

此外，取消遏制还可能有一些实际考虑，如特定机柜功率密度下成本较高、企业对高热工作环境（即对热通道进行遏制）的限制以及与现有机柜不兼容。

图8 – 采用机柜遏制的高密度区域（也称机柜式空气遏制）

图9 – 采用机柜遏制外加选装前部遏制的高密度区域

高密度区域方法的总体比较示于表1中。

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