隨著IT設備的深入應用,數據中心機房的功率密度越來越高。數據顯示2010年,高功率密度數據中心的設備熱負荷將達到100KW/m2。可見,在這種高熱密度的空間里,只有合理的應用和規劃設備布局,才能充分發揮各子系統的功能,便于今后的擴充,方便運維人員的管理,節省投資。
服務器市場的慘烈競爭使其成本降低了不少,但是冷卻方面的能耗卻一路飆升,居高不下。根據數據中心研究機構正常運行時間學會(UPTIMEINSTITUTE)研究發現,由于“氣流損失”,也就是“旁路氣流”導致數據中心冷卻的冷空氣有60%都被浪費了。結果是低效的氣流管理導致我們在能源方面花了許多冤枉錢。
結果是:由于效率低下造成的容量過剩和低效的空調氣流管理,造成了更多資金的投入,而很多是不必要的投入。
但好消息是,優化氣流是降低運營成本,延緩資本支出最好的方法。此外,當您更有效的管理氣流時,你可以增加服務器密度,而無需添加新的制冷基礎設施。
要優化現有的機房的基礎設施,需要考慮以下的步驟來解決氣流效率問題:
1、給機房的冷卻效率做一個全面檢查
如果你的數據中心還沒有一個監控記錄文本,如公用事業,設備入口溫度,UPS負載,冗余冷卻能力和實際功率的計算-這時給電腦室的氣流效率做一個全面的檢查可能是一個適當的開始。
有許多可用的診斷評估的范圍,大多數將確定能源效率,并提供有針對性的補救策略。如果持續進行下去,該計劃可以迅速節省您的運營成本,在幾個月內就可以獲得回報,并允許持續增加服務器密度。
至少,專業的電腦室冷卻的全面檢查應涉及以下三個方面:IT設備的進氣熱點;旁路氣流百分比和冷卻容量因素(CCF),或邊際安裝制冷量與負荷之間的關系。
要弄清這些,工程師需要做到以下幾點:
1.計算和測量地板開口。
2.測量進氣柜的溫度。
3.測量任何確定熱點的相對濕度。
4.冷卻機組額定冷卻容量。
5.冷卻裝置額定氣流。
6.計算設備千瓦電力負荷。
7.確定潛在冷卻的存在以及和它相關的潛在制冷罰款。
8.檢查所有返回空氣溫度和相對濕度。
案例分析:一個擁有6996平方英尺的數據中心的公司,通過測量旁路氣流和熱點做了一個制冷效率檢查。通過收集的數據來計算CCF,并與關鍵負載進行比較。
通過實施補救策略,刪除了熱點,并提高了60%的旁路氣流,這意味著設備的可靠性將會提高。另外,由于氣流管理的改進,公司能夠把兩個冷卻組件裝進一個非活動模型,每年降低的電力消耗是27024美元。在第二和第三月之間,就獲得了回報。
2、把機房封閉起來,并升高地板的高度
根據你的數據中心所檢查出的數據,機房需要做的調整可能會是:
封閉圍墻的開口,尤其是通過圍墻的電纜橋架和管道。此外,檢查周圍地區,以確保冷氣不通過外墻逃到鄰近的樓層。檢查所有的開口,包括通過門口和電梯的漏氣口;裝卸停靠門;窗戶;電纜穿過的墻壁的開口;圍墻上的洞。需要密封的最常見的開口是線纜開口。其他應該密封的開口是在配電設備組件下的一些小孔。
相關案例:在一個金融案例中,它的數據中心占地10,000平方英尺,這個數據中心安裝400個特殊墊圈來保持室內的冷空氣,在前兩個月,就獲得了回報。每年OpEX能量節省是50896美元。容量也提高了,這樣在每年的運營成本中,它減少了18%的計算空間空調組件。隨著收復制冷容量,數據中心經理可以增加服務器密度,而不會帶來額外的冷卻裝置成本。
3、提高地板以上氣流管理
根據您的數據中心的獨特條件,補救措施可能包括安裝內部空盤,垂直板;水平分區;冷通道控制,以及封閉熱的過道。
安裝在未使用的機架組件中的空盤可以阻止服務器的熱廢氣循環,由于設備負荷密度不斷增加,熱氣體通過開放空間進入冷通道,同時也繞著機架底部運行,跨過機架頂部運行,這些都是非常重要的。安裝空盤有助于確保機架上的電腦設備進氣的溫度低于80.6華氏溫度,特別是機架頂部。
案例分析:兩個金融行業案例,一個是高密度設施,另一個是低密度的設施,都演示了安裝空盤的結果。通過允許數據中心管理人員提高電腦室的溫度,利用增加的冷卻裝置容量達到節省成本的目的。這樣不但降低了經營成本同時也推遲冷卻資本支出。此外,計算確定的簡單回報可以數月內就獲得預期的回報。
對于高密度設備(一個房間里有400個機柜,占地10000平方英尺),每年的總成本節余十三萬三千七百九十五美元,在第二個月就能有回報了。由于29.5%的CRAC組件被放置在不活動備用區域,每年的運營和維護費用就減少了29%。隨著收復冷卻容量,數據中心經理可以提高服務器的密度并延緩資金成本的支出,同時降低運營成本。
較低的密度設施,12個水冷CRAC組件和750馬力的風扇電機,每年的總成本節約是三萬零五百九十四美元,第四個月就能看到回報了。這表明,在每年的運營和制冷設備維修費用減少了15%。
4、調整機房
建議在安裝密封技術后,重新檢查所有的熱負荷和冷卻裝置的設置是很重要的,以確保你所利用了所有的效率。
機房也應進行評估,以提高設備的可靠性,并進一步降低運營成本。這需要由一名工程師在現場打開設備,并詳細進行性能測試。工程師應該:
1.確定增加所有的PDU或遠程電源板(RPP)輸出或總的UPS系統輸出的熱負荷。
2.通過檢查溫度和相對濕度的設定點和敏感性,評估地板的降溫設備的配置。他們設置的是否正確,和整個房間是否一致。
3.檢查校準空中傳感器的精確度。一個關鍵因素是要確保用來監測的設備的精確度是適當的。
4.檢查每個冷卻裝置,以核實是否提供其額定制冷量。當氣流體積和溫度斗下降時,需要加以衡量,以確定交付的冷卻容量。
5.確定業務所需冷卻的熱負荷數據組件和冷卻容量的信息。在每個房間都應該有多余的冷卻容量。
6.確定穿孔地磚合適的數量和位置。在冷通道內仔細監測IT設備進氣溫度,調整安排。
7.用紅外攝像機確定氣流流動規律和設備的性能問題以及改進的辦法。
能耗下降意味著成本下降。專用電腦室補救戰略提供接近即時的能源節省策略,從而使人們有可能增加服務器服務,而無需增加冷卻設施。密封的技術以及溫度和環境監控方面的投資都是可行的,而且所花費的錢和時間在能源大量節省的條件下都會抵消,并獲得結余。