
隨著互聯(lián)網(wǎng)的興起,數(shù)據(jù)網(wǎng)絡設備的需求量急劇增加,以承載服務器設備為主體的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡機柜越來越廣泛應用在世界各地,而這類網(wǎng)絡機柜最集中的地方就是一些大型互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心(即IDC),可以有成百上千網(wǎng)絡機柜密集排列在機房中。由于服務器類設備耗電量不斷增加,每個網(wǎng)絡機柜的耗電功率是傳統(tǒng)通信設備機柜5~10倍,為這些網(wǎng)絡機柜提供空調制冷和供電保障已經成為當今業(yè)界的一個棘手問題。中國電信旗下有大量大型的IDC機房,網(wǎng)絡機柜的空調制冷和供電保障得不到很好的解決,不但通信生產安全沒保障,還浪費大量能源,不利節(jié)能減排。
中國電信通過對數(shù)據(jù)用網(wǎng)絡機柜和電源列柜的大量應用技術研究,創(chuàng)新提出并合理地解決了網(wǎng)絡機柜在空調制冷和供電保障上的一些難題,于2009年7月制定了富有中國電信特色的《數(shù)據(jù)用網(wǎng)絡機柜技術規(guī)范》和《數(shù)據(jù)用電源列柜技術規(guī)范》(下簡稱《技術規(guī)范》),對數(shù)據(jù)用網(wǎng)絡機柜和電源列柜的結構功能和技術指標做了詳細規(guī)定。
二、傳統(tǒng)網(wǎng)絡機柜無法滿足當前IDC機房電源環(huán)境保障需求
1、傳統(tǒng)機柜氣流組織設計
傳統(tǒng)通信機房中的空調系統(tǒng)有下送風方式或上送風方式。下送風方式從理論上說是一種效率較高的氣流組織方式,曾得到國內外普遍認可,但自上世紀末一些重要下送風機房發(fā)生了嚴重火災事故后,中國電信正式發(fā)文在機房里禁止采用下送風下走線方式、只準采用上送風上走線方式。在大型IDC機房采用上送風方式后,由于機柜發(fā)熱量過大,很難將機柜熱量帶走,造成空調系統(tǒng)效率低下,機房環(huán)境嚴重劣化,不能滿足設備運行要求。因此,在經過周密測試和調查研究后,為兼顧機房安全和空調制冷效率,中國電信提出了在大型的IDC及專用機房采用下送風、上走線的新型布局方式。由于IDC機房內網(wǎng)絡機柜的功率大,即使是下送風,通過冷卻機房大環(huán)境來冷卻機柜設備的制冷方式也是無法達到理想冷卻效果,必須要做到將冷空氣精確輸送到機柜設備內,制冷效果才能達到最佳。
傳統(tǒng)網(wǎng)絡機柜采用了傳統(tǒng)通信設備機柜的設計原則,它基于二個前提條件:一是機柜內設備功率不大,一般在1kW以下;二是要同時兼容上送風和下送風氣流組織,詳見圖1,因此這類機柜有如下特點:
1)上下開口,保證在機房采用下送風時能形成下進上出的氣流組織;
2)前后面板開大量網(wǎng)孔,保證在機房采用上送風時能形成前進后出的氣流組織;
3)機柜內服務器四周還可上下通風,有助于空氣流動。
a)傳統(tǒng)網(wǎng)絡機柜的外觀結構 b)傳統(tǒng)上送風機柜的氣流組織 c)傳統(tǒng)下送風機柜的氣流組織
圖1傳統(tǒng)網(wǎng)絡機柜的外觀結構和氣流組織
2、傳統(tǒng)機柜在IDC機房應用存在的問題
這種網(wǎng)絡機柜用在發(fā)熱量小的地方也許可行,用在平均機柜發(fā)熱量達4、5kW及以上的IDC機房就存在不少問題。
1)大型IDC機房不適合采用傳統(tǒng)上送風機柜
由于大型IDC機房每個機柜發(fā)熱量都很大,必然需要強勁的冷風量進入機柜內,假設每個機柜冷負荷4kW、進出機柜氣流溫差15℃,按Q=k m T計算
其中Q:機柜熱負荷
k:空氣比熱,取1.004J/kg.℃
m:空氣比重,取1.29kg/m3
T:進出機柜空氣溫差
則每個機柜設備至少需要0.21m3/s的冷空氣量。
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