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随着数据中心服务器功率不断提高,机房制冷已经不能只依靠空调设备本身解决。服务器产生的热量最终需要通过合理的气流组织带走,而冷通道设计就是数据中心控制冷热空气流动、提高制冷效率的重要方式之一。
在冷通道设计中,威图机柜并不是一个单独摆放服务器的设备,而是整个气流组织体系中的基础单元。机柜的排列方向、服务器进风方向、机柜之间的距离以及机柜顶部和侧面的封闭方式,都会影响冷空气能否有效到达服务器进风侧。
数据中心采用冷通道设计后,通常会将多排机柜按照统一方向排列,使服务器进风侧形成相对集中的冷空气区域。冷空气进入服务器后,设备产生的热空气再排向另一侧,从而减少冷热空气直接混合。
威图机柜的标准化结构适合按照这种方式进行排列。多个机柜可以保持统一的安装方向和尺寸关系,使冷通道形成比较清晰的空间边界。
如果机柜排列不规则,即使制冷设备拥有足够的制冷能力,冷空气也可能无法有效进入服务器进风口,部分冷空气甚至会在没有经过服务器的情况下直接回到空调区域。因此,机柜本身的布局是冷通道设计中不可忽视的一环。
机柜排列决定冷通道的基本形态
冷通道设计首先要解决的是机柜怎么排。
在数据中心中,威图机柜通常按照面对面或者背靠背的方式进行成组排列。服务器进风侧面对面时,可以形成相对集中的冷通道;服务器排风侧则形成热通道。
这种排列方式能够让冷空气和热空气按照预定方向流动,而不是在整个机房内无序混合。
对于新建数据中心来说,可以在机房规划阶段直接确定机柜排布方式;对于已有机房改造,则需要结合原有威图机柜位置、空调设备位置以及地板送风条件进行重新调整。
冷通道封闭可以进一步减少冷热空气混合
当服务器功率较高时,仅仅通过机柜排列形成冷通道可能还不够。冷空气如果从通道上方或者两侧大量逸出,就会降低冷空气实际到达服务器进风口的比例。
因此,在一些高密度数据中心中,会进一步采用冷通道封闭设计,通过顶部封闭、侧面封闭等方式限制冷空气向其他区域扩散。
威图机柜作为冷通道中的基本设备单元,可以与相应的通道封闭结构进行配合。机柜高度、排列整齐度以及顶部空间都会影响最终封闭效果,因此前期设计时不能只考虑机柜本身,还要把通道结构一起纳入规划。
高密度服务器更加依赖合理的冷通道
普通服务器产生的热量相对容易处理,而AI服务器、高性能计算服务器集中部署后,单个机柜产生的热量会明显增加。
这种情况下,如果冷空气没有准确进入服务器进风侧,局部温度就可能迅速升高。因此,高密度服务器区域对冷通道设计提出了更高要求。
威图机柜用于高密度服务器部署时,需要根据服务器的进排风方向进行统一排列。不能因为机柜外观相同,就认为所有设备的气流方向都完全一致。
实际项目中,还需要根据服务器型号、功率以及机柜安装密度判断冷通道的宽度和制冷方式。
数据中心后期维护和扩容频率较高,如果机柜安装位置不统一,新增机柜时容易破坏原有冷通道结构。
威图机柜采用标准化、模块化设计,在进行数据中心规划时,可以按照统一尺寸和安装方式进行排列。这样后期增加机柜时,更容易保持原有冷通道结构。
对于长期运行的数据中心来说,这一点很实际。机柜并不是一次安装完成后就永远不变,服务器升级、机柜扩容以及设备调整都会改变机房内部环境。因此,标准化的机柜布局能够为后续调整提供更大的便利。
冷通道设计还需要考虑机柜内部气流
冷通道解决的是机房层面的空气组织,但机柜内部同样需要保持合理的气流方向。
服务器通常从机柜前侧吸入冷空气,再从后侧排出热空气。如果机柜内部安装了大量设备,却存在空U位或者不合理的开孔,冷空气和热空气可能在局部发生混合。
因此,在威图机柜用于数据中心冷通道设计时,除了关注机柜之间的排列,也需要关注机柜内部的空U位封闭、线缆开口以及服务器安装方式。
对于高密度机柜,这些细节可能直接影响服务器实际获得的冷空气量。
机柜顶部空间会影响冷通道设计
在采用顶部封闭冷通道的方案中,机柜顶部空间需要与封闭结构进行匹配。
如果机柜高度不统一,或者机柜顶部存在大量不规则设备,就可能影响冷通道顶部封闭结构的安装。因此,在数据中心规划阶段,需要提前确认机柜高度、顶部走线方式以及上方基础设施的位置。
威图机柜的标准化结构可以使机柜高度和排列更加容易统一,这对于建设连续的冷通道区域比较有利。
广东诚建电气在实际数据中心机柜应用中,也会关注机柜排列与现场制冷条件之间的关系。很多时候,冷通道效果并不是某一个设备单独决定的,而是机柜排列、服务器方向、空调位置和封闭结构共同作用的结果。
冷通道设计不能只看机柜数量
有些数据中心在设计冷通道时,会首先计算需要安装多少个机柜,然后按照机柜数量进行排列。但对于高密度服务器来说,这种方式并不充分。
两个机柜虽然外形尺寸相同,但如果一个机柜安装普通服务器,另一个安装高功率AI服务器,两者产生的热量可能完全不同。因此,冷通道规划应该同时考虑机柜数量和机柜实际热负荷。
对于高功率机柜,应根据服务器实际运行功率确定制冷需求,再确定冷通道组织方式。必要时还需要对不同区域进行分区设计,而不是整个机房采用完全相同的制冷条件。
从数据中心整体来看,威图机柜承担的是设备安装和空间组织的基础作用,而冷通道则负责组织冷空气和热空气的流动。两者结合以后,才能形成比较完整的数据中心气流管理体系。
威图机柜的标准化结构有利于形成整齐的机柜阵列,也便于与冷通道封闭结构、布线系统以及数据中心其他基础设施进行配合。
对于普通服务器机房,合理的冷通道设计可以改善机房空气组织;对于AI服务器和高密度计算机房,冷通道则更加重要。
因此,在规划数据中心时,威图机柜不应该在机房设计完成以后才被动选择,而应该从机房布局阶段就参与进来。先确定服务器设备、机柜排列、冷热通道方向和制冷方式,再确定具体机柜配置,整体方案会更加合理。
当威图机柜、服务器、制冷系统以及冷通道结构按照统一思路进行设计时,冷空气能够更加准确地送到服务器进风侧,热空气也能够按照预定路径排出,这正是数据中心采用冷通道设计需要达到的核心目的。