從對(duì)數(shù)據(jù)中心內(nèi)制冷單元運(yùn)行勘測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，發(fā)現(xiàn)有不少冷量由于沒(méi)有被有效利用而導(dǎo)致流失，這些冷量若被善加利用，可以有效改善數(shù)據(jù)中心制冷量并降低運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。冷量流失的根本原因在于房間級(jí)旁通氣流。

在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，業(yè)界人士正不遺余力將氣流組織管理(AFM)解決方案作為一種提高運(yùn)行可靠性、降低運(yùn)營(yíng)成本以改善制冷能力的方式進(jìn)行推廣。

眾所周知，在高架地板上的電纜出口處安裝橡膠密封圈以及在機(jī)柜中沒(méi)有放置服務(wù)器的地方安裝盲板是消除熱點(diǎn)的有效方法。但是，在使用氣流組織管理(AFM)解決方案(如冷/熱通道封閉)之前，這一簡(jiǎn)單的方法卻沒(méi)能得到足夠重視，很多數(shù)據(jù)中心經(jīng)常忽略不做或者嫌麻煩，只做了很少一部分。

盡管目前有很多種氣流組織管理(AFM)和通道遏制解決方案，可對(duì)于大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心而言，數(shù)據(jù)中心內(nèi)現(xiàn)有制冷量已經(jīng)是所需制冷量的四倍，因此，在很大程度上，這些數(shù)據(jù)中心只需要通過(guò)合理規(guī)劃、改善氣流組織，就可以提高制冷效率，并能創(chuàng)造更多的潛在價(jià)值，只是這種優(yōu)勢(shì)目前并未得到認(rèn)可。

大家對(duì)旁通氣流有一個(gè)誤區(qū)，認(rèn)為只要管理高架地板上開(kāi)口、或者采用通道氣流遏制系統(tǒng)，就會(huì)消除旁通氣流。事實(shí)上，這些解決方案雖然解決了進(jìn)風(fēng)溫度問(wèn)題，也會(huì)降低風(fēng)扇的運(yùn)行成本，但房間中旁通氣流的體積是保持不變的。檢測(cè)和糾正大家對(duì)于旁通氣流的全面認(rèn)識(shí)，可以更好的解決這個(gè)問(wèn)題。

旁通氣流的發(fā)展：

早在10年前， Uptime Institute就發(fā)表了第一篇關(guān)于旁通氣流的文章。在由 Uptime Institute和Upsite Technologies的工程師引導(dǎo)的這項(xiàng)研究中，對(duì)高架地板中旁路開(kāi)口與固定開(kāi)孔的比例進(jìn)行量化(例如：風(fēng)口地板等)。旁路氣流最早被提出就是以高架地板上的未經(jīng)管理的各種開(kāi)口作為研究領(lǐng)域的。雖然這些開(kāi)口會(huì)產(chǎn)生旁通氣流，但它們并不是造成旁通氣流的原因。

旁通氣流是指從制冷單元出來(lái)的氣流，沒(méi)有通過(guò)IT設(shè)備就直接返回制冷單元的那部分氣流。此外，將多次通過(guò)IT設(shè)備的氣流定義為IT設(shè)備廢氣循環(huán)。對(duì)于數(shù)據(jù)中心內(nèi)的氣流，最理想的情況是所有由制冷單元出來(lái)的氣流在返回之前，都正好一次通過(guò)IT設(shè)備。由制冷單元提供的任何大于IT設(shè)備消耗的氣流，形成了旁通氣流。

在最早的Uptime Institute研究表明，平均有60%的數(shù)據(jù)中心內(nèi)的制冷量是通過(guò)未密封的電纜口以及設(shè)計(jì)過(guò)大的風(fēng)口地板流失掉的。最近，Upsite Technologies針對(duì)45個(gè)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行的調(diào)研表明，平均48%的氣流都通過(guò)未密封的電纜出口和開(kāi)孔率過(guò)大的風(fēng)口地板中流失出去的。這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示在過(guò)去十年中，通過(guò)采用氣流組織管理方案(AFM)解決數(shù)據(jù)中心氣流問(wèn)題之后的效果并沒(méi)有預(yù)期好。因此，需要對(duì)氣流組織(AFM)的基本原理有一個(gè)更全面、客觀的了解。例如，在Upsite研究的的數(shù)據(jù)中心中，有很多已經(jīng)采用通道氣流遏制系統(tǒng)，卻沒(méi)有對(duì)地板下送風(fēng)區(qū)域做好密封處理。

對(duì)旁通氣流的一些誤解

管理高架地板上的開(kāi)口是十分必要的，因?yàn)榻?jīng)過(guò)冷卻處理的氣流只能是通過(guò)數(shù)據(jù)中心內(nèi)的開(kāi)口才會(huì)流失(風(fēng)口地板或格柵風(fēng)口板)。但是，對(duì)于管理高架高架地板開(kāi)放區(qū)域到底有多少益處，卻存在幾個(gè)誤區(qū)。

業(yè)內(nèi)有一個(gè)普遍的誤解：如果電纜出口被密封或者風(fēng)口地板被適當(dāng)?shù)墓芾?，旁通氣流量就?huì)減少。這有可能會(huì)發(fā)生，但事實(shí)上，在大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心都存在過(guò)剩的制冷量。這些過(guò)剩的制冷量產(chǎn)生的氣流由于電纜出口被密封處理以及對(duì)風(fēng)口地板的開(kāi)孔率進(jìn)行調(diào)節(jié)管理，會(huì)使旁通氣流轉(zhuǎn)移到冷通道。

下圖中的箭頭和數(shù)字表示數(shù)據(jù)中心內(nèi)氣流移動(dòng)的數(shù)量與方向。為了大家看清楚，這張圖簡(jiǎn)化機(jī)柜和冷卻單元的數(shù)量，但是該比率可應(yīng)用于具有許多冷卻單元以及多列機(jī)柜的房間。

　　圖1: 典型氣流量

圖1顯示沒(méi)有對(duì)高架高架地板開(kāi)放區(qū)域管理的典型的數(shù)據(jù)中心。制冷單元提供10個(gè)單元的冷卻氣流量。未密封的電纜出口共釋放出6個(gè)單位的冷卻氣流量，并在冷通道的風(fēng)口地板釋放出4個(gè)單位的冷卻氣流量，這也就是意味著IT設(shè)備總共消耗了4個(gè)單位的冷卻氣流量。在這種情況下，風(fēng)口地板釋放出的氣流量等于IT設(shè)備消耗的氣流量。數(shù)據(jù)中心內(nèi)唯一的旁通氣流是從未密封的電纜出口處流失的氣流。

　　圖2：密封高架高架地板后的氣流

圖2顯示高架地板開(kāi)放區(qū)域得到完全密封處理后的情況。

現(xiàn)在，從未密封的電纜出口流失出去的6個(gè)單位的氣流也從冷通道中送風(fēng)口出來(lái)。因此，來(lái)自制冷單元的10個(gè)單位的制冷量都送達(dá)到冷通道，但由于IT設(shè)備只需要4個(gè)單位的制冷量，所以剩下的6個(gè)單位的冷量作為旁通氣流離開(kāi)冷通道。該示例表明，改變制冷單元制冷量是改變機(jī)房?jī)?nèi)旁通氣流量的方法之一。

還有一個(gè)誤解是密封電纜出口和其它原因?qū)е碌呐酝饬鲗?dǎo)致制冷單元回風(fēng)溫度升高，從而提高制冷單元使用效率。

如圖所示，消除旁路氣流方式之一是密封好高架地板上電纜開(kāi)口;與此同時(shí)，這么做可以增加風(fēng)口地板以及格柵風(fēng)口地板送風(fēng)量以及消除機(jī)柜內(nèi)部熱點(diǎn)，增加IT設(shè)備制冷量，但回風(fēng)溫度卻不變。制冷單元的回風(fēng)溫度，以及它的效率和容制冷量，都取決于送風(fēng)量、熱負(fù)荷，以及自動(dòng)恒溫恒濕裝置下設(shè)定的回風(fēng)溫度。

因此，提高制冷單元回風(fēng)溫度設(shè)定值是提高制冷單元效率和制冷量以及實(shí)現(xiàn)氣流組織管理成果的全部益處的唯一方法。

許多數(shù)據(jù)中心已經(jīng)實(shí)施了氣流組織管理方案，并看到了如下優(yōu)勢(shì):

l 提高IT機(jī)柜進(jìn)風(fēng)溫度

l 提高IT設(shè)備可靠性

l 增加風(fēng)口地板送風(fēng)量

然而，這些數(shù)據(jù)中心中的大部分還沒(méi)有改變制冷單元回風(fēng)溫度的設(shè)定值，降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，或關(guān)閉過(guò)量的制冷單元。他們并沒(méi)有意識(shí)到這么做帶來(lái)的潛在的價(jià)值：

l 提高制冷單元效率

l 增加制冷單的制冷量

l 降低運(yùn)營(yíng)費(fèi)用

改善旁通氣流的四個(gè)步驟：

通過(guò)全面了解旁通氣流界定和來(lái)源，數(shù)據(jù)中心管理人員可以從中發(fā)現(xiàn)增加制冷量和降低運(yùn)營(yíng)成本的重要機(jī)會(huì)。這可以歸結(jié)為四個(gè)步驟。

備注：為確保IT設(shè)備不受高溫影響而導(dǎo)致宕機(jī)，作為優(yōu)化制冷系統(tǒng)的一部分，在對(duì)IT設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控的同時(shí)，也要重視對(duì)氣流組織以及制冷系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)化，從而更有效的保證設(shè)備正常運(yùn)行。數(shù)據(jù)中心制冷量系數(shù)(CCF)取決于許多因素，例如(但不限于以下因素)：制冷單元規(guī)格(尺寸)、制冷單元數(shù)量和位置、數(shù)據(jù)中心整體規(guī)劃、熱負(fù)荷分配、高架高架地板高度及頂板高度。

第一步：

測(cè)量數(shù)據(jù)中心內(nèi)CCF值(冷卻容量系數(shù))，獲得改善制冷系統(tǒng)的第一手?jǐn)?shù)據(jù)。如果制冷單元具有定速風(fēng)扇，或風(fēng)扇正全速運(yùn)行，那么CCF就是數(shù)據(jù)中心內(nèi)旁通氣流值。CCF值等于總制冷量(千瓦)除以110%IT關(guān)鍵負(fù)載(千瓦)。一旦明確數(shù)據(jù)中心CCF值，就可以采取適當(dāng)方式對(duì)制冷系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，改善氣流組織。

第二步

改善氣流組織,做好三件事。這三件事，用英文來(lái)講，就是三個(gè)R，：1.Raised floor(提高高架地板高度)，2.Rack(機(jī)柜氣流管理)，3.然后Row(行間氣流管理)。(建議按此順序改造氣流組織)

⒈管理高架地板板上、地板下開(kāi)放區(qū)域：密封電纜出口和對(duì)地板開(kāi)孔位置進(jìn)行處理;檢查地板下周圍墻壁是否有未做密封處理的開(kāi)孔或穿洞;密封這些穿孔需用防火材料。

⒉對(duì)IT機(jī)柜內(nèi)進(jìn)風(fēng)口位置(機(jī)柜正面)垂直面的所有開(kāi)放區(qū)域進(jìn)行密封處理。為機(jī)柜安裝盲板，對(duì)機(jī)柜底部空隙做好密封，安裝機(jī)柜側(cè)板。

⒊填充未放置IT機(jī)柜的空間或機(jī)柜間的空隙。當(dāng)機(jī)柜密度足夠高或者想要得到更高效率的時(shí)候，封閉冷通道/熱通道一種選擇。

第三步

接下來(lái)，改變制冷基礎(chǔ)設(shè)施

l 提高制冷單元回風(fēng)溫度設(shè)定值。將設(shè)定值提高,不超過(guò)IT設(shè)備進(jìn)風(fēng)溫度的最高值。

l 關(guān)閉過(guò)剩的制冷單元，或降低變頻制冷單元的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，如風(fēng)扇不是變頻的，建議更換為變頻風(fēng)扇。。

第四步

最后，確認(rèn)以上步驟是否都做到，確認(rèn)制冷系統(tǒng)已進(jìn)行優(yōu)化。

在對(duì)制冷單元重新設(shè)定進(jìn)風(fēng)溫度、回風(fēng)溫度后，可能需要調(diào)節(jié)風(fēng)口地板以及格柵風(fēng)口地板的數(shù)量和位置， 從而使IT設(shè)備進(jìn)風(fēng)溫度低。

管理氣流組織最終目標(biāo)是盡可能提高制冷單元溫度設(shè)定值，盡可能運(yùn)行更少的制冷單元，或能降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，而使IT設(shè)備的進(jìn)風(fēng)溫度超過(guò)最高值。請(qǐng)記住，對(duì)制冷單元設(shè)置冗余是很必要的，以便當(dāng)制冷單元出現(xiàn)故障時(shí)，有足夠的制冷量來(lái)支持負(fù)載。配置多少冗余制冷單元的數(shù)量取決于很多因素，比如：高架地板的高度，地板下面的障礙物，機(jī)柜的布置，氣流組織管理的有效性，數(shù)據(jù)中心負(fù)載的變化，房間規(guī)格等。

此外，通過(guò)氣流組織管理方案氣流得到改善后，將可能提高制冷單元溫度設(shè)定值或者進(jìn)一步降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。例如，徹底檢查和調(diào)整風(fēng)口地板的數(shù)量和位置后，可以將溫度設(shè)定值提高幾度。接著，再安裝盲板，等填充機(jī)柜行間空隙后，可將制冷單元溫度設(shè)定值再提高幾度。

結(jié)論

基于目前數(shù)據(jù)中心冗余制冷容量的數(shù)據(jù)，運(yùn)營(yíng)商和管理人員經(jīng)常面臨著挑戰(zhàn)，要量化數(shù)據(jù)中心內(nèi)旁通氣流和制冷量過(guò)剩的問(wèn)題。事實(shí)上，旁通氣流問(wèn)題在整個(gè)行業(yè)是十分普遍的。

解決方案的范圍從密封墊圈和盲板到封閉冷、熱通道方案都是必要的改善措施，但是，為了通過(guò)提高制冷量中實(shí)現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)效益，需要在制冷基礎(chǔ)設(shè)施中進(jìn)行改變：更改制冷單元溫度設(shè)定值、降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速或關(guān)閉過(guò)剩的制冷單元。

如果旁通氣流沒(méi)有被看作數(shù)據(jù)中心高架地板中的微不足道的打洞或者開(kāi)孔的話，它應(yīng)該能夠被業(yè)界更多專業(yè)人士認(rèn)同，同時(shí)會(huì)有機(jī)會(huì)會(huì)被量化，從而能更好為改善制冷系統(tǒng)，降低運(yùn)營(yíng)費(fèi)用做出貢獻(xiàn)。