几种不同的送风方式

目前,数据中心机房空调系统的送风方式可分为室内弥漫式送风、风管送风、地板下送风、机柜行间空调送风等。
(1) 弥漫式送风
末端机房空调单元设备采用设备顶部侧送风,设备下部回风的形式,具体气流组织形式,如图 1 所示。
该种送风方式的有效送风距离较近,有效距离约为 15m,两台设备相向吹送,其相对有效覆盖距离也只能达到 30m 左右。由于弥漫式送风方式的送风、回风易受机房内各种条件的影响 (如机柜、空调器摆放形式),并且距离回风口前 1.5m 以内不应有遮挡物,因此,机房内的温度场分布不很均匀。

 图 1 弥漫式送风气流组织示意图
弥漫式送风采用的是上部侧送、下部侧回的空调送风方式,这也决定了机房内存在冷热空气短路的现象,由于其存在着冷量损失,使其有效制冷效率较低。因此决定了该种送风方式只能适用于小型的数据中心,且该机房的热密度较低。
(2) 风管送风
末端空调单元需要通过风管送风。通过风管将冷风均匀送到房间各个区域,根据机柜布置情况,合理设置送风口,以达到机房内各处空调效果的均匀。具体
气流组织形式,如图 2 所示。
 
相比于弥漫式送风,其送风距离大大增加,当风管和风机设计合理时,风管送风距离可以达到近百米。由于风管送风方式的风管需要占用一定的高度,而大部分机柜采用上走线的方式,因此采用该送风方式的机房需要有较为合适的高度,从而满足机房工艺布线的要求,机房净高度一般大于 4m。
风管送风方式一般用于小型数据中心,由于需要安装大量的风管,因此工程初始费用较高。由于风管安装完毕后,不宜拆除,因此风管、风口在安装初始必须与机柜的布置紧密结合,从而保证冷风能直接送到机柜的进风口侧。但机柜布置一旦发生调整,由于风管位置调整很难实现,因此将严重影响数据中心的使用。
(3) 地板下送风
地板下送风方式是目前大中型数据中心常用的空调送风方式。其原理是将空调系统的冷风送入机房的架空静电地板下方,利用静电地板下方的空腔形成一个静压箱体,从而稳定气流,减少空气扰动,使得送风效果更加理想。随后冷空气再通过开孔地板,进入机柜下方或机柜间的冷通道内,从而带走机柜内 IT 设备散发出来热量。回风则是通过地板上方的空间,通过空调单元顶部设置的回风口回到空调器内。该种送风方式采用下送风、上回风的方式。具体气流组织形式如图 3 所示。

 图 3 地板下送风,吊顶内回风气流组织示意图
** 目前,新建机房静电地板的架空高度至少高于 400mm,若条件准许,根据机房规模的大小,静电地板的架空高度可以做到 600mm,甚至更高。按照经验值,地板下断面风速应确保控制在 1.5~2.5m/s。因此,当单机架功率不大于 3kW 时,活动地板高度不宜小于 500mm;** 当单机架功率不大于 4kW 时,活动地板高度不宜小于 600mm; 当单机架功率不大于 5kW 时,活动地板高度不宜小于 700mm。同时,对于采用下接线的机房,应对地板下的线路进行统一规划、布置,避免线路在地板下满铺,从而堵塞冷空气的通道,导致制冷能力下降、机柜工作温度过高。
(4) 行间空调送风
行间式机房空调是为了配合冷、热通道隔离的模式设计的一种空调形式。行间空调是布置在机架排列内和服务器机柜并排安装,向冷通道送风、从热通道回风的水平送风方式。这种送风方式解决了冷热气流短路的问题,保障了服务器机柜温度的均匀,降低了局部热点,增加服务器的运行可靠性同时有效的降低了不必要的能耗。