数据中心机房冷热通道设计介绍第二篇

1、 容器原理

　　a)名称定义

　　把数据中心中的静电地板以下的部分静压仓定义为容器体积(M);

　　把经过气流组织规划后的冷通道区域定义为容器体积(M1);

　　把精密空调送出的冷风量定义为(Q);

　　把单台机架所需的冷风量定义为(Q1);

　　把静电地板下静压仓的送风速度定义为(S);

　　b)原理阐述

　　当在机房中布置了冷(热)通道后，单台机架所需的冷风量(Q1)是不变的，由于精密空调送出的冷风经过了M、M1不同的两个静压仓，这时我们假设容器M及其送风速度S为恒定不变，那么容器M1的压力Pa1是否足够就取决于容器M1的大小了，也就是Pa1是与M1的大小成反比的;而当我们假设精密空调的送风量Q为恒定不变，那么容器M1如果增加，就会得不到足够的压力，也就不能快速给机架散热。

　　c)结论得出

　　通过以上的问题分析，我们不难看出冷通道容器体积M1如果增加，那么机架就不能得到足够的冷风风量Q1，也就可以这么说，在机柜高度相同的情况下，1200mm宽的冷通道要比1800mm宽的冷通道所得到的效果要好。

　　说到这里了，似乎有人会问，那为什么我们的静压仓的高度会越来越高呢?其实静电地板的净空高度增加，是为了减小送风的压力对IT设备所产生的影响，因为压力越大，其送风速度也就快了很多，它们经过IT设备后，只是简单把把热量带走，而并没有对IT设备进行足够的冷却，还是没有达到满意的效果。

2、 混合原理

　　a)名称定义

　　把经过气流组织规划后的冷通道区域的冷气定义为(C1);

　　把经过气流组织规划后的热通道区域的热气定义为(H1);

　　把由于地板下开孔后流窜到热通道区域的冷气定义为(C2)

　　把由于未在机架前面安装挡风板从冷通道流窜到热区域的冷气定义为(C3)

　　把由于未在机架前面安装挡风板从热通道流窜到冷区域的热气定义为(H3)

　　b)原理阐述

　　我们大家都知道一个原理，就是在热水中加入冷水或者在冷水中加入热水，其水温都会变化成其二者的综合温度。那么针对数据中心气流变化也是一样的道理，当C1与H1与混合后，其CH1的温度值就小于C1，为保证设备得到同样的冷量，那制冷量在原来已经送出的基础上还需要增加，这势必要增加空调的压缩机功耗。同理当C2流窜到H2，C3流窜到H3，H3流窜到C3后都会出现这种情况。

　　c)结论得出

　　合理的组织规划，主要是为了让冷、热空气气流回归到属于自己的区域，防止冷热空气混合后，机房整体温度上升，同时为了降低数据中心的温度，而需要增加空调的制冷功耗。同时也为后面的“论规划冷通道应该注意些什么问题”提供了很好的理论依据。

一、 论如何选择布置隔离冷通道还是热通道

　　关于冷热通道系统业界谈论最多的当属：“是布置隔离冷通道，还是布置隔离热通道?”。那么实际案例当中，我们应该如何来正确的选择呢?现在我们姑且不讨论怎样来做出选择，首先我们来看看这两种方案分别有什么不同。

1、 选择冷(热)通道的前提条件

　　并不是所有的数据中心机房都适合布置隔离冷通道与热通道，主要还是看其数据中心的发热量是否大，如果发热量不是很大(一般是以单机架发热量不超过4KVA为基准)，那这个时候是即可以选择冷通道，又可以选择热通道布置方案。其它情况笔者认为还是选择布置隔离冷通道为最佳。为什么这么说呢?

　　1)选择布置隔离热通道后，我们把机房中除机架外当成是一个密闭的容器(M1)，单台机架的发热量(Q1)是不变的，那么要散去这些热量，是不是精密空调送出的冷气风量要更加多呢?也就是说当发热量恒定时，容器的大小与送风量是成反比的。从这一点来说，布置隔离热通道会增加空调的功耗。

　　2)选择布置隔离冷通道后，我们也把冷通道区域当成是一个密闭的容器(M2)，单台机架的发热量(Q2)是不变的，那么要散去这些热量，是不是精密空调送出的冷气风量要比布置隔离热通道小些呢?因为M2比较小。

2、 布置隔离冷(热)通道后机房的环境

　　布置隔离热通道后，机房剩余空间即处于一个冷空气区域，经常出入机房的人会感觉到机房很冷，但设备却不一定得到足够压力的冷气。

　　布置隔离冷通道后，机房剩余空间即处于一个热空气区域，经常出入机房的人可能会感觉到有些温度适应，但设备却得到了足够压力的冷气。

3、 布置隔离冷(热)通道先决条件

　　1)布置隔离热通道的先决条件是：除了要求精密空调为下送风、上回风的条件外，还特别要求数据中心机房必须具备良好的回风、新风系统。所以从这一点来说针对改造机房是不适合布置隔离热通道的。因为老的机房不一定具备良好的回风系统。

　　2)布置隔离冷通道的先决条件是：要求精密空调为下送风、上回风的系统，同时为保证送风量，静电地板的净空间至少为450mm。

4、 布置隔离冷(热)通道的施工难易程度

　　从布置隔离冷(热)通道的先决条件来看，布置隔离热通道的施工难度明显比布置隔离冷通道要大很多。

　　1)它所涉及到的回风管道安装与布置，是需要布置天花(而目前大多数大型数据中心是不需要布置天花的)。

　　2)布置回风管道需要增加隔热材料及排风设备，这样才能有效的将热气排出。

　　3)接下来的工作就是封闭热通道或者冷通道，它们两者的材料及工作量差不多。

5、 布置隔离冷(热)通道的后期维护

　　1)布置隔离热通道后，热气有可能不是很快排出，所以需要增加排气风扇，这也给后期维护带来了很多的麻烦，风机是一直都在运行，不可能不会出现故障，那就需要更换排风风机，工作量也会增加

　　2)布置隔离冷通道后，其后期基本上没有维护的成本，就算是需要对机房内的照明更换，其也可以很方便的将冷通道顶棚移开。

6、 布置隔离冷(热)通道后的节能数据

　　在允许布置隔离热通道的情况下，其布置隔离冷(热)通道后的节能效率数据是相差还是有的，其冷通道约可以节能30%，而热通道由于需要加装回风风机，所以其节能效率明显要低于30%，有的地方可能还达不到10%。从下图中可以看到，在每台(列)机柜后顶部都有可能需要安装一台回风风机。