冷熱通道封閉-v2.0

1、summary一對(duì)于已有的數(shù)據(jù)中心，冷通道封閉改造完后，還必須根據(jù)機(jī)房的實(shí)際情況，進(jìn) 行運(yùn)行策略的優(yōu)化，以提高數(shù)據(jù)中心的能效：1 堵漏(地板縫隙、線纜孔洞、機(jī)柜內(nèi)盲板)-提高了地板下靜壓，為風(fēng)機(jī)調(diào)速創(chuàng) 造前提2優(yōu)化風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和臺(tái)數(shù)(對(duì)于EC風(fēng)機(jī)冷凍水空調(diào)來(lái)講，1臺(tái)空調(diào)風(fēng)機(jī)100%運(yùn)行能耗 要大于2臺(tái)空調(diào)風(fēng)機(jī)50%運(yùn)行能耗，功率與轉(zhuǎn)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(zhǎng)冷水機(jī)組的free-cooling運(yùn) 行時(shí)間。4提高冷通道內(nèi)溫度(22OC27°C-34°C35°C ) -冷通道封閉帶來(lái)的好處

2、，是不 是越高越好了 ？數(shù)據(jù)中心應(yīng)平衡好能效和可用性的關(guān)系!5提高單機(jī)柜負(fù)荷(55kw/rack-9.8KW/rack175kw/rack),是不是越高越好了？ 二除了考慮能效還應(yīng)考慮可用性，如何衡量數(shù)據(jù)中心的可用性呢？它受哪些因素 的影響？實(shí)驗(yàn)室一m擬傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心運(yùn)行情況匕t-4Jt.t. rrvu 宀LeakageAir short circuitT產(chǎn)2"匚Raised floor T =18°C-LeakageL漏風(fēng)導(dǎo)致冷空氣短路：地板縫隙、線纜孔洞,機(jī)柜內(nèi)部空U缺少盲板2空調(diào)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)到最大:確保即使地板漏風(fēng)，仍有足夠的冷風(fēng)進(jìn)入機(jī)柜；3.機(jī)柜負(fù)荷為5kw/rack

3、,8個(gè)機(jī)柜,IT負(fù)荷40KW4冷凍水空調(diào)，空調(diào)送風(fēng)風(fēng)溫度為18°C ,機(jī)柜進(jìn)風(fēng)溫度為22°C z空調(diào)回風(fēng)溫度24 18°C5.PUE 為 L8分步優(yōu)化措施及影響措施結(jié)果Phasel:隔離冷/熱氣流1封堵泄露，密封地板孔洞 和縫隙，機(jī)柜內(nèi)部安裝盲板對(duì)PUE沒(méi)有影響，但提咼了地板下 的靜壓2調(diào)小風(fēng)速PUE 從 1.8 降到 1.553冷通道封閉,30%通孔率 的開(kāi)孔地板換成98%格柵地板PUE 從 1.55 到 1.48Phase2.扌疋冋進(jìn)風(fēng)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(wù) 器本身的散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)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(duì)PUE的影響Power (KW)2剖冊(cè)mB占ffim3lt5KW3sf冒胃mase占ffi總圍當(dāng)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(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速, 地板下靜壓,風(fēng)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(yùn)行策 略的優(yōu)化,只有 這樣才能發(fā)揮具 價(jià)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(jī)柜的功率密度對(duì)能效的影響？ ？第一種場(chǎng)景：?jiǎn)闻_(tái)冷凍 水空調(diào)運(yùn)行，供水溫度8 °C , 22KW/rack , PUE 降至1.3乙第二種辺景：兩臺(tái)冷凍 水空調(diào)運(yùn),10kw/rack 供水

7、溫度16°C ” PUE降 至 L23,1對(duì)比的前提：保持冷通道溫度：22 °CO2當(dāng)機(jī)柜功率密度超過(guò):LOKW后,功率密 度對(duì)PUE的影響不再那么重要,還需綜合 考慮可用性。機(jī)柜的功率密度對(duì)可用性的影響？ ？何為可用性？制冷中斷時(shí)（冷水主機(jī)壞/水泵壞/末端制冷故障），機(jī)房能頂多久（冷通道溫度超過(guò)35弋就認(rèn)為不可用），稱為自我維持時(shí)間。比較這個(gè)時(shí)間和制 冷系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間，UPS的后備時(shí)間;如果制冷系統(tǒng)的自我維持時(shí)間比后備時(shí)間短,不合理,浪費(fèi)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(shí)間為原來(lái)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(fù)時(shí)間為 5min ,如右圖中紅線部 分（冷水系統(tǒng),單元式 風(fēng)冷不需要這么長(zhǎng)時(shí) 間）。機(jī)房層高對(duì)可用性的影響？ ?EnclosureRoom Configuration出 noldlu 一 QQWPOUOJE 匚CDSU0QS9HL沒(méi)封閉時(shí)z層高對(duì)機(jī) 房自我維持時(shí)間有輕微 的影響/層咼越咼/時(shí) 間稍長(zhǎng)。2冷通道封閉后,層咼對(duì)自我維持時(shí)間沒(méi)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(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)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(jī)柜負(fù)荷在9.8kw以下時(shí),熱通道封閉有優(yōu)勢(shì)，原因是? 2機(jī)

10、柜負(fù)荷175kw時(shí),;令通道封閉有優(yōu)勢(shì)，為什么？;令/熱通道封閉對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)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(duì)送回風(fēng)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(duì)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(shì)：1.氣體滅火系統(tǒng)當(dāng)采用熱通著封閉時(shí),如果房間的防潮做得不好，外界環(huán)境漏濕進(jìn)來(lái),有可 能會(huì)導(dǎo)致機(jī)柜表面或服務(wù)器進(jìn)口結(jié)露,影響可用性。艾默生白皮書(shū)的觀點(diǎn)：1制冷中斷時(shí)的自我維持時(shí)間。封閉通道的僅為幾分鐘，而不封閉通道的可達(dá)30分鐘；2空調(diào)額風(fēng)機(jī)供電也中斷時(shí)，服務(wù)器風(fēng)機(jī)吹不動(dòng)氣體。3 熱通道封閉和有天花板回風(fēng)引流的場(chǎng)合一起使用較好。思科綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)與管理：1調(diào)高設(shè)定溫度可能有以下隱患:發(fā)生制冷故障時(shí)的緩沖時(shí)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(huì)失控；服務(wù)器的風(fēng) 扇可能轉(zhuǎn)速會(huì)更快；工作環(huán)境更熱；2 如何利用室外自然冷源：水側(cè)和空氣側(cè)節(jié)能器；熱轉(zhuǎn)輪技術(shù)；地溫制冷（地下數(shù)據(jù)