中國(guó)電信下送風(fēng)和前進(jìn)風(fēng)機(jī)柜

三、中國(guó)電信對(duì)數(shù)據(jù)用網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜的技術(shù)創(chuàng)新

從前面所述可以看出，在大型IDC機(jī)房采用傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜不但解決不了設(shè)備制冷問(wèn)題，而且還存在極大的能源浪費(fèi)。中國(guó)電信通過(guò)大量研究和實(shí)踐，在數(shù)據(jù)用網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜方面進(jìn)行了大量技術(shù)創(chuàng)新工作。

1、確定精確送風(fēng)的基本原則

由于IDC機(jī)房中每個(gè)機(jī)柜的設(shè)備發(fā)熱量都很大，沒(méi)有足夠的冷量進(jìn)入機(jī)柜是無(wú)法解決設(shè)備冷卻問(wèn)題的，為了解決這個(gè)難題，中國(guó)電信的《技術(shù)規(guī)范》確定了精確送風(fēng)的原則：

1）把冷氣輸送到機(jī)柜里面去：因?yàn)槭菣C(jī)柜內(nèi)設(shè)備最需要冷氣。

2）把冷氣輸送到機(jī)柜的正面去：因?yàn)槔錃庵荒軓姆?wù)器正面進(jìn)入模塊化服務(wù)器機(jī)箱，發(fā)揮換熱作用。

3）精確調(diào)節(jié)每個(gè)機(jī)柜的進(jìn)氣量：因?yàn)闄C(jī)柜內(nèi)設(shè)備發(fā)熱量不同，需要的冷量也不同。

4）不讓機(jī)柜內(nèi)的冷氣隨意流失：因?yàn)橹挥羞M(jìn)入服務(wù)器的冷氣才真正發(fā)揮散熱作用，所以應(yīng)把冷氣聚束在服務(wù)器正面空間。

2、確定了不同氣流組織的機(jī)柜類(lèi)型的結(jié)構(gòu)和功能要求

中國(guó)電信2005年發(fā)布的《中國(guó)電信數(shù)據(jù)中心機(jī)房電源、空調(diào)環(huán)境設(shè)計(jì)規(guī)范》（下簡(jiǎn)稱(chēng)《設(shè)計(jì)規(guī)范》）中已經(jīng)明確要求在大型IDC機(jī)房首選下送風(fēng)方式，但也有一些在用的上送風(fēng)IDC機(jī)房、不具備下送風(fēng)條件的IDC機(jī)房無(wú)法采用下送風(fēng)方式，因此根據(jù)精確送風(fēng)的原則在《技術(shù)規(guī)范》中分別確定了上送風(fēng)和下送風(fēng)方式的使用要求并詳細(xì)規(guī)定了下進(jìn)風(fēng)機(jī)柜、上進(jìn)風(fēng)機(jī)柜及前進(jìn)風(fēng)機(jī)柜的結(jié)構(gòu)和功能要求。

1）下進(jìn)風(fēng)機(jī)柜的結(jié)構(gòu)和功能

從機(jī)柜底部進(jìn)風(fēng)的機(jī)柜，稱(chēng)為下進(jìn)風(fēng)機(jī)柜，其結(jié)構(gòu)和氣流組織布局詳見(jiàn)圖3。

a)下進(jìn)風(fēng)機(jī)柜外觀結(jié)構(gòu)b)下進(jìn)風(fēng)機(jī)柜氣流組織

圖3下進(jìn)風(fēng)機(jī)柜結(jié)構(gòu)及氣流組織對(duì)于下進(jìn)風(fēng)機(jī)柜，中國(guó)電信的《技術(shù)規(guī)范》做了詳細(xì)規(guī)定：

（I）柜底進(jìn)風(fēng)口大小可調(diào)節(jié)

機(jī)柜進(jìn)風(fēng)口有風(fēng)量調(diào)節(jié)板，調(diào)節(jié)板全打開(kāi)時(shí)面積最小應(yīng)≥400mm（寬）×350mm（深），其前沿距機(jī)柜下部框架內(nèi)側(cè)不超過(guò)30mm。進(jìn)風(fēng)口設(shè)置調(diào)節(jié)裝置（如滑動(dòng)蓋板），使得進(jìn)風(fēng)口大小可在全開(kāi)和全閉之間連續(xù)調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)板操作便捷、順暢，與機(jī)架底部銜接緊密，調(diào)節(jié)板全關(guān)閉時(shí)應(yīng)保證無(wú)冷氣泄漏到機(jī)柜內(nèi)；同時(shí)進(jìn)風(fēng)口側(cè)面邊框上標(biāo)注有最小單位5mm的刻度，以便于準(zhǔn)確計(jì)算風(fēng)口面積、實(shí)現(xiàn)精確管理。

調(diào)節(jié)板全打開(kāi)時(shí)，面積達(dá)0.14m2，假設(shè)冷氣出口風(fēng)速4m/s來(lái)計(jì)算，也就是有0.56m3/s風(fēng)量進(jìn)入機(jī)柜內(nèi)，按進(jìn)出溫差15℃計(jì)算，則可帶入10.8kW冷量。當(dāng)然，實(shí)際上真正的瓶頸在于服務(wù)器前面的冷氣通道，那里無(wú)法輸送這么多冷氣。

（II）進(jìn)風(fēng)口與最底層板之間要有導(dǎo)流板

在機(jī)柜進(jìn)風(fēng)口上方設(shè)置了一個(gè)高度為180mm～260mm的曲面導(dǎo)流罩，引導(dǎo)冷風(fēng)進(jìn)入機(jī)柜前門(mén)與設(shè)備面板之間的區(qū)域。導(dǎo)流罩應(yīng)設(shè)計(jì)合理，除了前開(kāi)口外，其他地方應(yīng)與機(jī)柜底部密封，既要防止冷風(fēng)直接流向機(jī)架后部或兩側(cè)，又要盡可能減少空氣阻力。

（III）服務(wù)器正面平面要安裝假面板

要想充分利用冷氣為服務(wù)器制冷，就必須讓冷氣限制在服務(wù)器正面。而在傳統(tǒng)機(jī)柜中，側(cè)密封問(wèn)題都可以較好處理，也不用將面板前凸，但進(jìn)風(fēng)口截面積不夠仍然是瓶頸點(diǎn)。就目前看到采用梯形進(jìn)風(fēng)口的做法，其風(fēng)口最大面積也只有0.035m2，只有下進(jìn)風(fēng)機(jī)柜的瓶頸點(diǎn)截面積43％，對(duì)應(yīng)能帶進(jìn)的最大冷量為2.7kW。此外上進(jìn)風(fēng)方式需要在機(jī)柜頂上加大量垂直風(fēng)管，對(duì)環(huán)境外觀影響也較大，可見(jiàn)不是IDC機(jī)房理想的選擇。

3）前進(jìn)風(fēng)機(jī)柜的結(jié)構(gòu)和功能

從機(jī)柜正前方進(jìn)風(fēng)的機(jī)柜，稱(chēng)為前進(jìn)風(fēng)機(jī)柜。前進(jìn)風(fēng)機(jī)柜的氣流組織其實(shí)也是傳統(tǒng)上送風(fēng)氣流組織。

前進(jìn)風(fēng)機(jī)柜一般采用半封閉式機(jī)柜，對(duì)于前進(jìn)風(fēng)機(jī)柜，中國(guó)電信《技術(shù)規(guī)范》也規(guī)定了如下要求：

（I）機(jī)柜前后門(mén)前后門(mén)均開(kāi)網(wǎng)孔，且對(duì)網(wǎng)孔直徑大小、面板開(kāi)孔率大小都有明確規(guī)定：前門(mén)開(kāi)孔率應(yīng)≥60%，孔徑應(yīng)在4.5mm～8.0mm之間，開(kāi)孔區(qū)域面積比應(yīng)≥80%；后門(mén)開(kāi)孔率應(yīng)≥50%，孔徑應(yīng)在4.5mm～8.0mm之間，開(kāi)孔區(qū)域面積比≥70%。

（II）若安全管理要求允許，也可取消前門(mén)和后門(mén)，采用開(kāi)放式機(jī)柜更有利通風(fēng)散熱。

（III）機(jī)柜立柱兩側(cè)均應(yīng)用密封材料密封起來(lái)，機(jī)柜服務(wù)器正面平面應(yīng)安裝假面板，防止冷氣從前向后流失。

由于前進(jìn)風(fēng)機(jī)柜無(wú)法限制冷氣的流動(dòng)方向和范圍，無(wú)論冷氣是從吊頂風(fēng)管吹出還是從過(guò)道架空地板吹出，在一部分冷氣被服務(wù)器吸入的同時(shí)，有大量冷氣沿過(guò)道頂空或其他空間溜走了，直接回到空調(diào)設(shè)備中去了，因此前進(jìn)風(fēng)機(jī)柜的制冷效率也是比較低的。從理論計(jì)算得知，前進(jìn)風(fēng)機(jī)柜至多只能解決2.55kW功率制冷降溫問(wèn)題，在一些大型IDC機(jī)房前進(jìn)風(fēng)機(jī)柜實(shí)際應(yīng)用案例中也可看出，制冷效果遠(yuǎn)差于下進(jìn)風(fēng)機(jī)柜，這也是中國(guó)電信在《設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定上送風(fēng)方式（即前進(jìn)風(fēng)機(jī)柜）只用在1kW/m2的機(jī)房的原因。

真正有效率的前進(jìn)風(fēng)機(jī)柜應(yīng)采用過(guò)道冷池的方法，即采用密閉空間倉(cāng)將冷氣聚束在列間過(guò)道空間中，等待服務(wù)器吸入的方法，詳見(jiàn)圖5。這個(gè)方法能比較有效地將冷氣聚束在整條過(guò)道中，但由于不同功率的機(jī)柜需要不同冷氣量，而冷池?zé)o法進(jìn)行個(gè)性化調(diào)節(jié)，因此其制冷效率還是比可以精確調(diào)節(jié)冷氣量的下進(jìn)風(fēng)機(jī)柜要差一些。下進(jìn)風(fēng)機(jī)柜排列布局、前進(jìn)風(fēng)機(jī)柜與冷池的排列布局詳見(jiàn)圖5。

圖5下進(jìn)風(fēng)機(jī)柜、前進(jìn)風(fēng)機(jī)柜與冷池的外觀結(jié)構(gòu)和氣流組織四、機(jī)柜的配電方法

為了合理解決機(jī)柜的配電問(wèn)題，中國(guó)電信不但詳細(xì)規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜的配電方法，還專(zhuān)門(mén)制定了《數(shù)據(jù)用電源列柜技術(shù)規(guī)范》，以便從整個(gè)供電回路徹底解決網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜的配電難題。

網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜配電重點(diǎn)需要考慮雙路供電和精確管理的需求，因此在中國(guó)電信《技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜電源回路數(shù)、電源端子或插座數(shù)量、通流量、安規(guī)要求；還規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜中每一路電源的電

a)前進(jìn)風(fēng)