局部热量增大将改变制冷系统设计观念

　　另一个与不断增长的功率密度相关的重要问题是数据中心环境中增长的热量。在数据中心，所有电力实际上都转化为热量，之后热量又被排放回运行环境中。

　　多数数据中心机房制冷系统都存在各种基本的设计和配置缺陷，这可能会导致无法获得既定的冷却性能，同时阻碍冷空气的流通。这些问题通常不会被发现，因为计算机机房运行的功率密度通常远低于设计目标。然而，随着IT设备功率密度的增加，使得数据中心机架微环境逐渐接近其设计极限，进而暴露出了无法提供有效冷却性能的问题。

　　

　　 图3 典型数据中心功率消耗分布

　　低效的冷却性能除可能降低系统可用性外，还可能导致成本大幅增加。设计的缺陷可能将冷却系统的效率降低20%或更多。图3所示为典型数据中心功率消耗分布，冷却系统消耗的功率接近整个IT负载消耗的功率。冷却效率降低20%，便可能导致整个功率消耗增加8%。

　　要对数据中心的冷却系统进一步优化，不仅要考虑冷却设备自身的设计和规范问题，还要注意整个冷却系统为设备提供冷空气的过程。

　　事实上，不断增加的散热需求对于目前的数据中心来说无异于又多了一个负担。当环境温度超过一定限度时会导致系统发生故障，而系统故障最终会导致意外的宕机。尽管现在的高架地板上通常可以放置新的空气处理器，但是高架地板的高度对额外的空气流动不利。尤其是电源和数据电缆数量的增加以及更大的冷却水管可能会妨碍地板下空气的适当流动，最终导致缺少足够的静压来冷却高密度的机架设备。解决问题的一个办法是在相应的设备前增加额外的出风口。这通常可以增加该点上的制冷量，但同时也会影响其他区域的静压。

　　另一个类似的方法是增加空气处理器的功率。如果能够用更大的风扇吹出更多的空气，出风口就会得到所需的静压和冷却。但是在某些的情况下，结果恰好相反。功率大的马达产生的流速快的气流可能会在邻近的出风口处产生文德里效应。文德里效应是一个基本的空气动力学定律。根据此定律，当流体以相对较高的速度通过一个表面时，对表面的压力就会降低。

　　文德里效应会导致某些部位致冷效果变差，使设备运行变得不安全。过去，即便数据中心失去致冷功能1个小时甚至更长时间，也能保持安全运行。但是如今，高密度数据中心产生的巨大热量意味着如果致冷暂停几分钟，温度就会上升，从而威胁设备的运行。

　　快速散热的要求不仅影响系统设计，而且会影响致冷设备的维护。过去，在更换过滤器或维护空气处理器时，出现短时间断电不会有太大影响，但现在所带来的危险已不可同日而语了。

　　
　　 图4 热通道—冷通道方法

　　因此，更高级别的空气处理器冗余配置变得越来越普遍。附加的冗余配置使维护工作和设备故障不至于威胁到整个系统。这方面，一些基本的方法已经取得了较好的效果，例如“热通道—冷通道方法”。该方法是一种机柜布局方式，有助于最大限度地增加设备机柜入口处的冷气量。如图4所示。

　　使用这种方法，机柜的前端彼此相对，并在相应的通道中装有出风口。这样就形成了“冷通道”，有助于设备入口接受冷却空气。在后通道上，每个机柜的背面彼此相对，热空气排进该通道中就会上升并产生更强的对流循环。