提升机架热密度，打造更高效空气冷却机组设备的指南

现代数据中心已然发生了革命性的改变。进而对云核算、大数据和根底设备的功率提出了新的要求。这种革命性的改变是由越来越多的有必要依赖于更多数据中心的根底设备的用户和数据所驱动的。跟着私有云技能和数据的快速添加在许多技能范畴(物联网)中引领潮流，使得正确的数据中心优化技能从未像现在这般变得如此重要。

IT办理员们有必要了解怎么操控其资源，与事务需求坚持一致，并发明更高的功率。最为重要的是，环绕着作业负载方面所发生的新的应战。有鉴于上文所提及的这一切，您企业的数据中心方案怎么发明契合现代事务需求的功率水平呢?您是否知道数据中心的需求终究发生了什么样的改变呢?您企业的作业负载是否合规?怎么经过厚实的最佳办理实践方案来建立起事务部门和最终用户的决心?

在本文中，咱们将与广大读者朋友们一起评论新式的数据中心需求的新概念，即关于数据中心的能效和散热优化以及现代化的最佳实践方案方面的议题。

数据中心的环境正在阅历着一场革新。其操作办理员们的燃眉之急是要在保证满意更多的事务需求的一起，依然坚持最佳的功率水平。让咱们来看一个比如——在全球范围内，数据中心的功耗一向在添加。事实上，依据美国天然资源维护委员会在2015年宣布的一份陈述显现，到2020年，估量全美数据中心的电力耗费将添加到每年约1400亿千瓦时。这相当于50个发电厂的年产值，使得全美企业每年的电费账单超越130亿美元。而跟着越来越多的企业将他们的财物归入数据中心，杰出的数据中心办理变得非常重要。

数据中心办理员们不只要尽力减少本钱，一起还要尽力减少办理开支，并进步根底架构的灵活性。

经过运用智能且可扩展的渠道，企业安排可以减少资源分配，进步云效劳的运用率。而且杰出的数据中心渠道可以为您的数据中心耗费更少的动力，并减少根底设备本钱打造坚实的根底。作为报答，这显然可以为您的企业带来更多的现金流。

在本文中，咱们将首要评论以下要害主题，希望为您企业数据中心愈加高效且经济地运转供给参阅学习：

进步动力运用

发明冷却功率

打造进步功率的最佳实践方案

此外，咱们还将探究战胜冷却、动力功率、乃至规划应战的更好的办法。

日益添加的数据中心需求和办理功率

跟着环绕云核算和交融技能的不断向前推动，数据中心环境将需求支撑这些渠道。数据中心资源运用率也将直接遭到影响。IT办理员们有必要尽力断定其资源当时分配的方位以及怎么对其进行优化。最为重要的是，他们有必要认识到可能直接影响全体数据中心优化的新技能。

日益添加的数据中心运用率、机架密度和物联网(IoT)

跟着企业越来越专心于更快地将其产品推向商场，进步功率和立异，以及全球人口与移动设备的高度联络，物联网的开展估量将呈指数级的添加。

据思科估量，到2020年，全球物联网将包含500亿款与互联网衔接的对象，而互联网用户将到达41亿，而2015年的数据则为30亿。另外，到2020年，全球将有263亿款网络设备和衔接，高于2015年的163亿。

简而言之，没有哪个职业不会遭到这一数字化转型大趋势的影响。在这种情况下，数据中心已然成为了任何职业或商场非常重要的一部分。

与数据中心对核算才能和机架密度日益添加的需求齐头并进的是：为了恪守当时环境法令的相关规定，企业数据中心有必要满意相应的能效方针。而对数据中心的动力功率有影响的项目包含效劳器硬件的规划(发生较少的热量)、更智能的电源办理产品、改进的环境冷却操控东西、数据中心监控东西等等。

另外，数据中心办理员们还需求面对比如运营和晋级本钱等其他问题。在绿色网格联盟近期针对欧洲数据中心的运用情况所进行的研讨陈述中，能效和运营本钱是数据中心中最常见的需求改进的范畴。此外，关于未来本钱(43%)和硬件更新本钱(37%)预测的难度被认为是开发资源功率型数据中心的首要应战，一起还包含难以到达环境监管方针这一应战(33%)。

未来需求智能化的产品

如上所述，在不久的将来，机架功率密度和动力功率将成为数据中心业界最为重视的问题。

为了战胜这些应战，并为将来做好准备，数据中心办理员们有必要布置智能化的技能。

电力和动力方面的考虑

依据AFCOM最新的数据中心陈述显现，70%的受访者标明，在曩昔3年里，其数据中心的功率密度(每台机架)均有所添加，其间乃至有26%的受访者标明这一添加是极端明显的。因为当时的企业关于数据中心效劳的依赖性很大，故而冗余和正常运转时刻成为了大家一起关怀的问题。今天和未来三年的冗余功率水平都有相当安稳的趋势。例如，该陈述显现，至少有55%的受访者地点的数据中心均现已具有并将继续具有N + 1的冗余水平。相同，不超越5%的受访者地点的数据中心现在具有或将具有2(N + 1)的冗余电源体系。大多数情况下，数据中心办理人员将至少运用一种冗余等级的电源。

为了成功坚持更高的功率密度，断定功率需求，并监控数据中心的功率运用情况是非常重要的。跟着事务的开展和技能的进步，资源需求将会出现动摇，所以数据中心牢记不要选用将会对您企业的事务有电源供给才能有约束规定的体系架构。当涉及到电力和动力时，请有必要考虑以下几点：

电力监控和电网的多样化

冷却集成

支撑N + 1或更高功率冗余的体系

可以完成高能效设备的技能

值得留意的是，鉴于业界现在关于数据中心对当今“绿色环保”文化环境影响的重视，许多数据中心技能正在密切重视怎么进步其冷却和功率功率方面。数据中心正在运用变频电机替代恒速泵和风机，这些电机可以愈加精准地满意冷却需求。他们还将出资于智能化，自动化的办法来装备和运转他们的冷却机组，包含发电厂响应数据层和数据中心修建外部的温度和湿度。

记住，这不只仅关乎数据中心根底设备的功率，整个数据中心修建也可以被认证为环境友好的修建设备，包含数据中心操作运营空间。新式的冷却和能效技能可以协助组企业完成相关的LEED认证/ BREEAM认证，这是当今数据中心设备所能取得的最高功率标志之一。这些功率体系可以在先进的动力计量、低排放材料、室内照明和优化动力功用范畴到达12-20的评分。

冷却方面的留意事项

与电力需求相同，在新的数据中心年代，冷却需求相同也是一大要害性的考虑要素。跟着数据中心的密度越来越高，散热关于坚持运营功率是至关重要的。依据AFCOM数据中心陈述显现，58%的受访者现在运转并将继续运转至少N + 1冗余的散热体系，其间18%的受访者地点数据中心现在运转N + 2的冷却冗余架构。这意味着您企业应该寻觅答应第IV层操作的技能，因为它们在冗余体系中不存在潜在的毛病点。

这个理念很简单，即：“丈量、改进、维护和开展”。这意味着企业需求继续的运用相关东西，以便可以清楚地监控到数据中心的功率。数据中心的功率远远超出了电力的范围。

跟着机架热密度挨近，并逐渐添加到5kW以上，全体冷却优化技能可以供给比如密封遏止体系，具有增强的密封特征的机柜和节能的核算机机房布局等办法。请留意，冷却动力功率低下将使得数据中心暴露出如下问题：

冷热空气别离不良，导致冷却效果下降

空气经过机柜泄漏，导致热空气循环回流到设备进口，而不是流入CRAC单元

气流障碍物阻止冷却气流的流转

为了应对这些应战，新式的通道密封遏止体系处理了散热办理的问题，进步了数据中心运营功率和收回丢失的功率。保证杰出的气流操控和冷/热通道密封是至关重要的。高效的通道操控以及杰出的操作环境办理，的确可以协助数据中心坚持环保认识。此外，商场调研安排Gartner公司的分析师Dave Cappuccio标明，通道密封遏止可以将空气流量和冷却功率进步10%。

通道关闭遏止方案经过将热/冷通道或管道热空气从机柜中关闭起来，供给冷热排气的物理别离，所述机柜具有便于以希望的均匀温度向设备进气口供给冷空气的“烟囱”。热通道密封遏止或管道机柜供给相似的成果。在空气流转办理中，效劳器机房内的冷热空气的别离是使冷却体系功率最大化的第一大要害步骤。一旦完成了气流别离，对冷却体系进行大范围的调整，然后下降了运转本钱并进步功率。 成功的气流办理也添加了“天然冷却”的时刻。

您企业有没有考虑过“天然冷却”?您是否知道“天然冷却”是ANSI/ASHRAE/IES规范90.1-2013所引荐的“除低层住所修建外的修建物的动力规范”冷却方案呢?你是否还知道天然冷却有助于节约动力动力，并可能成为一切数据中心环境中的规范元素呢?

Gartner公司关于天然冷却散热的界说：其就像任何用于下降冷却体系能耗的技能或许经过运用数据中心外部的空气或水的温度来冷却数据中心的效果设备的办法相同。一般来说，其是经过关于空气和水方面的省煤器的运用。至此，空气方面的省煤器有两种作业办法。首要的是，省煤节能器运用直接的新鲜空气冷却，经过过滤(并可能调理)外部空气的温度来冷却数据中心。在冰冷的气候条件下，乃至会被热空气排出，避免太冷。空气侧的省煤器也可以在没有直接空气进入数据中心的情况下作业，而是经过从较热的内部空气向较冷的外部空气进行热量的传递。

请留意，布置高效的冷却体系有很大的优势。依据2010年的一项研讨显现，100%选用天然冷却的数据中心所具有的优势包含关于半岛(中国)设备的节约和每月运转半岛(中国)的电费的节约。而且，还有助于您数据中心设备和根底架构更高效地运转。

优化数据中心不只可以协助您企业从头取得关于名贵资源的操控权，还可以协助您的办理员规划未来。

最佳实践方案总结

数据中心将一向不断开展壮大。新的技能也将不断影响您企业怎么布置资源，优化作业负载，乃至整合云核算。

考虑到这一点，绿色网格安排在一系列虚拟圆桌会议上举办了相关的评论会，会议评论了其在欧洲的最新研讨情况，并分析了影响数据中心能效、监测东西和IT领导者们所面对的进步动力功率的压力等一系列要素所带来的首要趋势。趋势显现：业界依然有许多进步功率的时机亟待掌握，而且许多业内人士都情愿使数据中心愈加优化。他们的研讨标明：

88%的受访者标明，其数据中心是他们地点企业承当社会职责(CSR)战略的重要组成部分。

可是，将近一半(43%)受访者标明他们在数据中心规划和运营方面并没有制定明确的能效方针。

此外，只有29%的企业可以彻底量化其数据中心对环境的影响。 (尽管这些企业所面对的来自地点国家和欧盟决策者改进环境可继续性方面的压力越来越大)。

以下是该圆桌会议的重要定论：97%的数据中心监测(包含动力功率)可以得到改进。

考虑到上述这一切，让咱们快速阅读一些有助于您企业数据中心现在和未来完成更高效运转的最佳实践方案吧。

1、气流办理

在您企业数据中心的机房内将冷热空气进行阻隔，以添加凉气流流经设备。指定可在设备周围供给完好的前/后密封的机柜，以最大极限地进步设备的空气流转量。这通常需求在机柜内运用额定的一组挡板，用于开放式机架空间的下档板和机柜底部的挡板。在机房内指定阻隔冷热空气的详细办法。有三种基本处理方案：机柜顶部的“烟囱”，用于排出机柜内散发的热排气;热通道密封处理方案(环绕热通道构建的机箱);或冷通道密封处理方案环绕冷通道缔造的围栏。

2、去除更高功率/热量密度的障碍

消除要害气流规划的约束，为完成更高的功率密度和热密度敞开了大门。高密度数据中心具有强壮的空气流量办理规划和实践办法，其间机柜可以作为供给和回风之间的彻底阻隔的屏障。这种阻隔是经过结合配件来完成的，如机柜下方填充挡板，设备装置区周边的密封空气设备和地砖切开毛刷密封垫圈，以及消除从机房回来的空气进入天花板吊顶回来机房空间的一款体系。这样的体系将包含具有密封垫的巩固的后柜门;以及机柜和天花板吊顶之间运转的笔直排气管。在这种结构中，无需再依赖于多少空气可以经过一个单一的多孔地砖进行推送，而且在操作机房的任何地方都没有加热的空气，以避免将冷空气送到该机房的任何地方。因为热密度的添加超越了地上空气运送实践可到达的水平，而不会构成超宽的冷通道，可以由此彻底消除高架活动地板，操作机房可以借由墙面格栅或许天花板而充溢很多的冷空气。

3、盯梢机架条件和环境变量

对环境变量进行继续的盯梢将有助于创立更高效的机架规划。一些效劳器会发生更多的热量，而另一些可能需求耗费更多的功率。经过查看哪些体系正在占用哪些资源，办理员们可以更好地定位其环境，以取得最佳运用。运用可以让您数据中心查看根底架构的散热和环境功用的处理方案。运用这些东西，企业可以更好地决议怎么构建其机架根底架构。此外，咱们还引荐运用可以为您企业供给环绕环境密封机柜，高效的网络和效劳器机柜，乃至支撑抗震维护的规划技能。一切这些都有助于进步了数据中心的功率、弹性和冗余水平。

4、电力监测

始终坚持关于您数据中心操作环境功耗情况的检测。该理念不只是要精确的知道运用了多少电力，而且要使环境变得更有功率。依据要求寻觅节约电力的办法。例如，某些功率较大的机架可能需求更高效地分配，然后节约功耗和本钱。而且，跟着数据中心空间问题的日渐凸显，亟待寻觅可以支撑空间周期晋级的体系。寻觅具有更高热/功率密度的设备，一起依然运用相同的数据中心空间。

5、冷却监测

就像对电力资源的耗费相同，关于冷却情况的监测也很重要。这可以归纳为效劳水平协议(SLA)的一部分，或许企业也可以人工手动监控冷却情况。依据ASHRAE攻略盯梢进口温度和不断改变的设备标准是要害。保证IT体系坚持最佳运转将有助于关于环境变量的操控。此外，企业还需不断探究新的冷却体系，这有助于支撑云体系，新的交融水平缓快速开展的商业模式。

6、监督正常运转时刻和状况陈述

定时查看各个体系的正常运转时刻陈述，并留意各个体系的状况。汇总陈述将协助办理员们更好地了解操作环境的执行情况。此外，办理人员们可以依据数据中心陈述体系供给的状况陈述进行功率进步方面的方案修正。

7、关于新式气流办理和HVAC优化体系的预算开支

例如，运用管道式排气体系，HVAC体系发生的每一点冷空气都有必要经过效劳器。

送风和回风之间的仅有途径是经过效劳器传递热量，所以不会有糟蹋。

规范热通道/冷通道数据中心无需旁路也无需过度装备。

紧耦合和液体冷却处理方案的功率要求是根据对具有很多旁路空气,本质上低效的数据中心所进行的比较,以及因为整个机房内的压力和气流的极度改变而导致冷却的过度调配。因为传统的空气传递依赖于经过挨近的穿孔进口地砖，所以冷却才能供给公式不得不方案向机房中的最低空气流量点供给满足的空气，导致了通常200-300%的过度装备，进而导致了很多的旁路空气糟蹋。当冷空气所供给的详细范畴不再成为问题，以及100%的空气有必要经过效劳器时，也就不再需求这种过度的供给，因而也就不会再有糟蹋了。

优化的数据中心有助于支撑交融和云核算等技能的最佳运转，现如今的企业将不得不将其数据中心根底设备进步到一个新的水平。新式的散热技能和电源体系旨在发明一个愈加健康的数据中心体系，可以适应新趋势的开展而不断改变。好消息是：数据中心业界正在施行更多的技能，以完成更灵活的机架和操作空间结构。凭借自动化，细分机架、搬运电力/冷却变得愈加容易，并可以完成更好的环境操控机制。 在布置这些技能时，请有必要寻觅具有以下一切特性的制作商：

具有可以处理未来数据中心规划和处理方案相关技能的专业知识

具有定制化的功用，以满意您企业共同的设备要求

具有全球性制作、可用性和效劳支撑，不管您的数据中心位于何处，都可以定心的依靠他们

文章来源：精密半岛(中国)www.cg-afg.com