「idc机房建设方案」IDC数据机房环境冷热通道问题解决方案！

2021-05-10 13:55:56 编辑：机房建设维护员来源：北京飞天恒信公司

　　数据机房基础装修是容易倾向于低成本的解决方案，但俗话讲得好“便宜没好货”。防静电活动地板，宜选用无边的钢制地板，载重性能优良，表面耐磨性好，使用3-5年基本没什么磨损。防静电活动电地板、铝合金天花，在实际维护中是经常拆卸复原的，如选用品质较差的，使用3-5年磨损严重且变型，在线改造的人工费至少是新建的2倍以上，而且容易影响其它系统运行的稳定性。

　　IDC机房建设规模越来越大，服务器的集成度越来越高，数据设备的功率提升和其部署方式带来了新的冷却问题，这使得IDC机房内的制冷空调问题，已经超越电源，成为电信运营IDC的首要问题。文中针对IDC机房空调存在的主要问题进行分析，提出解决方案并对部分方案进行了实际应用。从目前IDC运行情况来看，IDC机房空调电源中断、空调冷量设计、机房大环境气流组织不合理、机柜内部小环境气流组织不合理、机柜热量过大、机柜布置不合理等问题是导致机房过热的主要原因和问题。对这些问题，本文从电源保障、空调配置、气流组织和高密服务器布置等方面展开探讨，提出解决方案，并在IDC机房建设中进行了实际应用，在保障IDC机房安全运行同时，达到节能减排的目的。

　　IDC数据机房环境冷热通道问题解决方案!

　　空调保障解决方案

　　1.空调电源保障IDC机房内发热厉害，温度梯度变化也大，通风降温复杂，而空调使用的是市电，一旦停电，就会造成机房温度迅速窜升。在一般的通信机房，由于功率密度低，柴油发电机启动延迟和常规的电源倒闸操作是没有问题的，但是对IDC机房来说，在电源中断的这段时间内是难以接受的，空调会停止制冷，特别是空调风机的停机导致了气流循环的中断，据测试，在单机柜5kW负载情况下，机房温度会在发电机启动延迟和电源倒换过程中会升高5～20°C;如果电源中断时间过长，就会演变成为一场灾难。可见，保障IDC机房空调的电源可靠性和提升可用性是重中之重，必须制定可靠的空调电源保障方案，以防止空调电源中断或尽量缩短电源中断时间。

　　1.UPS方案

　　由于空调的重要性，大负荷IDC机房空调的供电等极应不低于服务器设备的供电等级，因此采用UPS供电也并不为过。在国外，大型数据中心的机房空调系统采用UPS供电的方法越来越普遍;在国内，电信公司部分机房把专用空调的风机接在UPS上，这样解决了停电后的短时间气流组织中断的问题，从使用效果来看还不错。采用UPS方案不利的因素是存在投资过大的问题。

　　2.IDC空调双电源方案

　　对IDC机房，同一个机房的空调电源最好不要同时使用同一路电源，以防止一路电源中断就会导致机房温升过高。IDC机房的空调配电屏，进线电源必须有两路，两路电源必须来自不同的低压配电系统，两路电源间可以手动切换或者采用ATS自动倒换，如果采用ATS最好设置成不同的主路(但是在油机供电下，要注意ATS的自动切换可能会引起部分油机的过载);一旦电源中断，可以缩短中断时间并减小影响面。

　　3.空调配电屏接线方法

　　相临的空调应该从不同的空调配电屏引出，如1个机房布置16台空调，两块空调配电屏，那1、3、5、7等奇数空调就从配电屏1引入(主用市电1)，2、4、6、8等偶数空调从配电屏2引入(主用市电2)。这样即使一路电源发生异常，影响到的空调是部分的，恢复的时间也很快。

　　4.双ATS电源柜+空调新型电源接线方法

　　这种方案是对方法2、3的综合应用，即采用ATS的同时采用双电源屏方案。从实际使用效果来看，在两路高压引入的情况下，采用双ATS电源柜+空调新型电源接线方法，比用UPS供电更经济，而且可靠性也没减少多少，由于同一机房的空调电源来自于不同的高压系统，如果这两路高压是真双路的话，那同时停电的概率是很低的;而在停一路高压的情况下，还有一半的空调在运行，最重要的是气流组织不会中断，在油机启动倒电过程中机房的温升还是可以接收的。一个大的IDC机房最好有两块以上的空调配电屏，以方便上述方法的空调接线，如果仅采用一块空调配电屏，空调配电屏内部的空开要有备份和冗余。

　　2.空调配置

　　机房空调的冷量要大于机房的最大热负荷并有富裕，空调的配置原则是根据机房总热量总体规划空调设计，按照N+1原则配置空调数量。可是我们会遇到这样一个问题：空调已经按照N+1配置，为什么IDC机房温度会打不下来?

　　1.分区配置原则

　　传统的配置是以机房为单位;采用的是房间级制冷，空调是以机房为单位进行制冷，但这种方法的配置和冗余并不适用于大型的IDC机房。

　　现在的IDC机房由于建设规模大、面积大和机柜功率密度高，如果按照房间级配置空调，一台空调发生故障，由于冗余的空调相距过远，气流组织无法送达，会造成局部机柜设备过热;因此大型IDC机房的空调要进行分区配置，即把一个大型的IDC机房划分为若干个分区，然后保证每一个分区内的空调均有冗余，这样空调发生故障后，每一块区域内的服务器才是安全的。就以四列的机柜为一个分区，然后按照每个分区都满足N+1的冗余方式配置，是一种比较安全的办法。

　　2.空调冷量取值

　　机房空调的冷量计算要采用显冷量，而不是空调全冷量。要保证机房空调的总显冷量始终大于机房的热负荷，但是机房空调的显冷量在不同情况下是一个变值，它标注的显冷量是在23度、50%下测定的，随着机房湿度的增高，机房空调的显热比会下降。比如一台制冷量标注100KW的机房空调，测试工况下显冷量90KW，当机房现对湿度达到65%以上时，空调的显冷量只有80KW了，20%的冷量消耗在除湿过程中。设计过程中如果按90KW或者100KW的数据设计，夏季高温高湿环境下，机房的冷量就会不够。另外在较大的IDC机房里面，由于混风情况的存在，导致空调的送回风温差过小，空调显冷量进一部下降。因此在确定空调的制冷总容量时，必须加大30%以上，目前的经验认为，空调的总制冷量必须是机房热负荷的1.3～1.6倍，大型的IDC必须取上限。

　　3.合理的N值

　　从IDC运行情况来看，N+1的N数值要合适，N大了，冗余度不够，机房不安全;N小了，机房会安全，但投资大且造成空调运行的能效比过小，如果采用冷备用空调(停机)，部分冷风也会从停机的空调回风口跑出来，造成气流短路或者气流倒灌，影响机房的原有气流组织，如果能够以低速或者低风量运行备用空调，那总体风机功率就可以下降，效率提升;IDC机房空调的N取值在4～5之间是比较合理的，更高密度机房则要把N取值再减低。

　　另外对于部分新建和扩建机房，由于负荷的不确定，空调无法一部安装到位，是随设备的增加而陆续增加的，这种情况要统一规划好空调的位置，并跟踪机房热负荷变化情况，适时增配空调，确保机房始终满足N+1原则。

　　空调配置多，可以提高机房的安全性，但会降低空调的能效比，导致耗电上升，如何以较少的备用机房空调在高密度机房情况下实现冗余是我们机房空调运行中必须关注的一个问题。

　　3.机房大环境气流组织

　　这是IDC规划和设计的重点和难点，气流组织的产生、气流组织的配送和气流组织的返回都要合理，一个高效有着良好气流组织的IDC机房是规划和设计出来的，而不是靠后期改造出来的。对于一个新建的IDC，从有利于气流组织的角度出发，这些是必须注意的。

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