冷熱通道封閉-v2.0

1、summary一對于已有的數據中心，冷通道封閉改造完后，還必須根據機房的實際情況，進 行運行策略的優(yōu)化，以提高數據中心的能效：1 堵漏(地板縫隙、線纜孔洞、機柜內盲板)-提高了地板下靜壓，為風機調速創(chuàng) 造前提2優(yōu)化風機轉速和臺數(對于EC風機冷凍水空調來講，1臺空調風機100%運行能耗 要大于2臺空調風機50%運行能耗，功率與轉速的立方成正比。)3提高冷凍水供水溫度(8 °C-14 °C-24 °C ),延長冷水機組的free-cooling運 行時間。4提高冷通道內溫度(22OC27°C-34°C35°C ) -冷通道封閉帶來的好處

2、，是不 是越高越好了 ？數據中心應平衡好能效和可用性的關系!5提高單機柜負荷(55kw/rack-9.8KW/rack175kw/rack),是不是越高越好了？ 二除了考慮能效還應考慮可用性，如何衡量數據中心的可用性呢？它受哪些因素 的影響？實驗室一m擬傳統(tǒng)數據中心運行情況匕t-4Jt.t. rrvu 宀LeakageAir short circuitT產2"匚Raised floor T =18°C-LeakageL漏風導致冷空氣短路：地板縫隙、線纜孔洞,機柜內部空U缺少盲板2空調風機的轉速設到最大:確保即使地板漏風，仍有足夠的冷風進入機柜；3.機柜負荷為5kw/rack

3、,8個機柜,IT負荷40KW4冷凍水空調，空調送風風溫度為18°C ,機柜進風溫度為22°C z空調回風溫度24 18°C5.PUE 為 L8分步優(yōu)化措施及影響措施結果Phasel:隔離冷/熱氣流1封堵泄露，密封地板孔洞 和縫隙，機柜內部安裝盲板對PUE沒有影響，但提咼了地板下 的靜壓2調小風速PUE 從 1.8 降到 1.553冷通道封閉,30%通孔率 的開孔地板換成98%格柵地板PUE 從 1.55 到 1.48Phase2.扌疋冋進風皿度4將冷凍水供水溫度從8°C提 高到1化PUE 從 1.48 降至 1.435冷凍水供水溫度從14°C提

4、 高到24°C,冷通道溫度從24°C 提高到2化PUE 從 1.43 降至 1.46 冷通道溫度提咼至34°CPUE略有上升。7 .冷通道溫度提咼至35°CPUE從1.4曾至1.43 ,原因是服務 器本身的散熱風扇轉速加快。120212021,91,8171,51,51,41>31,21,110080604020012021202Status-CMOquobasicCMO CMO CMOsteplstep2 step3 ' Total LoadIT LocidCMO CMO FMO FMOHW step4 best case ASHRAE

5、limit12021202每種優(yōu)化措施對PUE的影響Power (KW)2剖冊mB占ffim3lt5KW3sf冒胃mase占ffi總圍當BW10KW wa- Load-T LoadXIPUE馴亠SR弼戰(zhàn)一3二二if二. p =4pa優(yōu)化后的分析:風機轉速, 地板下靜壓,風通道溫升的差異及原因。Air short circuit14J Uj ilot aisleJCold aisle1 HatI<-=24°C'11 ?t fSS j t tfHot aislet-Cold aisleTR4V*if trTt r Leakaget-Raised floor -4= jT=

6、18C p = 16paT=6K (QxmxdDrHot aisleCRAC UnitFan 00%Leakage冷通道封閉改造 完后還有運行策 略的優(yōu)化,只有 這樣才能發(fā)揮具 價值！ ！優(yōu)化前的LLJ7占18.422Density kW/rack- PUE. 8°C Water-Supply1 CRACPUE. 16°C Water-Supply2 CRAC 10kW/rack機柜的功率密度對能效的影響？ ？第一種場景：單臺冷凍 水空調運行，供水溫度8 °C , 22KW/rack , PUE 降至1.3乙第二種辺景：兩臺冷凍 水空調運,10kw/rack 供水

7、溫度16°C ” PUE降 至 L23,1對比的前提：保持冷通道溫度：22 °CO2當機柜功率密度超過:LOKW后,功率密 度對PUE的影響不再那么重要,還需綜合 考慮可用性。機柜的功率密度對可用性的影響？ ？何為可用性？制冷中斷時（冷水主機壞/水泵壞/末端制冷故障），機房能頂多久（冷通道溫度超過35弋就認為不可用），稱為自我維持時間。比較這個時間和制 冷系統(tǒng)恢復時間，UPS的后備時間;如果制冷系統(tǒng)的自我維持時間比后備時間短,不合理,浪費了UPS的后備能力;- 5,5 kW/rack* 9,8 kW/rack17,5 kW/racksirup duup -s-<p-C

8、QuoLnm0一 Lu_l suodsE2冷通道封閉后z自我維持時間為原來的3倍。3 冷通道封閉比給制冷系 統(tǒng)配UPS要合算得多1制冷系統(tǒng)的恢復時間為 5min ,如右圖中紅線部 分（冷水系統(tǒng),單元式 風冷不需要這么長時 間）。機房層高對可用性的影響？ ?EnclosureRoom Configuration出 noldlu 一 QQWPOUOJE 匚CDSU0QS9HL沒封閉時z層高對機 房自我維持時間有輕微 的影響/層咼越咼/時 間稍長。2冷通道封閉后,層咼對自我維持時間沒有影 響。Roomheight 37m Roomheight 2f7m下面看看熱通道封閉和冷通道封閉有哪些差別? ?;

9、令/熱通道封閉對整個數據中心可用性的影響的比較(SSEE)O>E匚cusuodscuQ:Density kW/rack > hot aisle cold aisle-a- no enclosureFigure 5 (Presentation Slide 19)slight advantages for the cold aisle contain to the higher volume of total airflow mov aisle ability to use the larger high ceiling 1 機柜負荷在9.8kw以下時,熱通道封閉有優(yōu)勢，原因是? 2機

10、柜負荷175kw時,;令通道封閉有優(yōu)勢，為什么？;令/熱通道封閉對風機轉速影響的比較22T Server Inlet Temperature - IC Water Supply Temperature* hot aisle Density kW/rack - cold aisleFigure 6 (Presentation Slide 20)But in any case, the differences in the optimized fan speeds are extremely low and likely below the detection limit in the elect

11、ricity bill.22°C Server Inlet Tempefature - 14°C Water Supply Temperature- hot aisleDensity kW/rack-a- cold aisle；令/熱通道封閉對送回風溫差影響的比較 small differences, our conclusion above is that the differences are slight and most likely site-specific related to the exact airflow paths, so there is no c

12、onsequential d if fere nee in efficiency.hot aisle Density kW/rack cold aisle；令/熱通道封閉對P U E的影響的比較Because there are only minor differences in the value of "Power Usage Effectiveness" (PUE), which measures the efficiency of the infrastructure energy, we take these to be within the measuremen

13、t tolerance. It is important that the same optimiza-選擇冷/熱通道封閉?冷通道的優(yōu)勢：1.氣體滅火系統(tǒng)當采用熱通著封閉時,如果房間的防潮做得不好，外界環(huán)境漏濕進來,有可 能會導致機柜表面或服務器進口結露,影響可用性。艾默生白皮書的觀點：1制冷中斷時的自我維持時間。封閉通道的僅為幾分鐘，而不封閉通道的可達30分鐘；2空調額風機供電也中斷時，服務器風機吹不動氣體。3 熱通道封閉和有天花板回風引流的場合一起使用較好。思科綠色數據中心建設與管理：1調高設定溫度可能有以下隱患:發(fā)生制冷故障時的緩沖時間越短；由 于溫度在高度上面的差異，冷通道頂部溫度是否會失控；服務器的風 扇可能轉速會更快；工作環(huán)境更熱；2 如何利用室外自然冷源：水側和空氣側節(jié)能器；熱轉輪技術；地溫制冷（地下數據