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ASHRAE TC 9.9-数据中心热处理(翻译)(4)

来源:网络收集 时间:2020-08-23 下载这篇文档 手机版
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ASHRAE类数据中心使用指南

进一步的数据分类会使数据分析人员在进行效率优化、减少整体消耗、解决可靠性问题及提高性能等决策问题上复杂化。表5给出了决策过程中的几个主要特征的种类及其选择范围。数据中心优化是一个复杂的多变量问题,需要一个对于任何重大变化都可以胜任的详尽的工程评价。只有收集了适当的数据和了解了数据间的相互关系后,才能考虑可替代围护结构的评估。每个参数的现有和计划状态都会影响数据中心最后的优化路径。

对于最终用户而言,最糟糕的情况是认为A3或A4类的ITE操作能力可以解决用以提现有数据中心的测试环境的热管理、功率密度、制冷等问题。当新的IT设备应用于这些类中,数据中心问题必将加剧,从而影响数据中心的能源使用,成本和可靠性。严格遵循白皮书的指南就可以避免这些问题。表5汇总了影响每个数据最优运行范围评估的主要特征和备选项目。

表5 影响节能优化的主要特征及其选择范围

特征 项目类型 选择范围 新建,改造,升级现有 布局、热回收气流路径、新旧部分交接处 建筑方面 气流组织 范围很广从无控制气流组织到全面控制气流组织,基于RCI和RTI指标的室内空气性能 冷却控制传感器的位置 制冷系统回水(风)口, 地板下, IT入口 所有现有的设备的温湿度评级 温度/湿度评定: 配电设备, 布线, 交换机和网络设备, 室内仪器, 加湿设备, 冷却单元 允许的送回风温度,人员健康安全要求. 省煤器 没有, 需要添加的, 已有, 水侧, 空气侧 冷机 没有, 已有 该地区的温度范围 (获取bin数据和(或)设计值), 每年大于气候因素-温度 ASHRAE数据的小时数 该地区的湿度范围(获取bin数据和(或)设计工况的相对湿 气候因素- 湿度 度和露点温度), 温湿度极值, 每年超出ASHRAE湿度范围的 小时数 制冷架构 空气, 流体, 周长, 列, rack level HPC、网络、企业、金融 数据中心类型

1)有些制冷、制热机房的回风(水)温度有限,有可能为30°C 2)当气流组织良好,服务器温度上升可为20°C;入口温度为40°C时,热通道温度为60°C

3)数据中心类型影响可靠性要求

通过了解上述主要特征和数据中心特点,依据下述步骤设定数据中心的温度、湿度操作范围:

优化流程

1) 考虑数据中心最佳实践状态,并将其大部分进行实施是首要任务,然后进行更高服务器入口操作温度的改变,这其中包括气流组织和冷冻系统控制策略。

2)参照所有IT设备环境规范汇总中的2011ASHRAE类比,确定ASHRAE环境最大允许值。

3)选用推荐的围护结构(见表4)或对节约要求更高时,根据下列条件确定围护结构:

a) 所在地区气象数据 (仅用于采用热回收器时) b) 供电趋势 vs 大气温度– 见 A部分

c) 数据中心的声学噪声水平vs 大气温度– 见 B部分 d) 服务可靠性趋势vs大气温度– 见C部分

e) 服务可靠性 vs 湿度、污染物和其他温度的影响– 见D部分 f)服务性能趋势vs 大气温度 – 见 E部分 g) 服务消耗趋势vs 大气温度– 见 F部分

上述步骤的流程图如附录F所示。附录F在选项评价初期很有用途。该流程指导数据中心操作人员如何定位一个特定的环境围护结构内的操作数据。虽然可能的终点从表4给出的特定围护结构的TCO优化到制冷机采用数据中心类别的少量数据的范围内变化,但是最主要的如何利用服务器度量,通过TCO分析实现节能,将在下章详述。

用于指导新指南的服务器度量 2004和2008版本的特定围护结构发展是基于IT厂商关于服务器的可靠性和作为入口空气温度函数的设备耗电趋势。为了采用不同的围护结构获得更灵活的数据中心操作,必须了解这两个因素的相关知识。下一部分讲述的是在不同大气温度下,IT设备用电和可靠性的变化趋势。此外,还讲述了不同环境温度和湿度下的服务器性能、噪声、腐

蚀和消耗成本。

下一部分给出了作为利益参数范围的大量的服务器度量值。该范围是用来捕捉体积服务器市场。如果需要确定特定的服务器信息,请联系IT生产商。

A. 服务器用电随着大气温度的变化趋势

从大量的IT设备生产商中收集到了产品的数据. 收集到的关于A2环境的数据大部分落在图3所示的围护结构上。电力增加主要是风机耗电、组件耗电和两者之间的转换引起的。组件耗电增加主要是由于一些半导体设备泄流电流的增加。例如如图3所示,数据中心服务器

- -t oecrcrnwne Io IsraeeeP P rervwacero fe f actor ServerS axsxr入口温度一般为15℃,操作人员想将其升高至30℃,服务器耗电将增加4%-8%。当入口温度升至35℃,IT设备用电与入口温度为15℃相比,将增加7%-20%。

由于现有的A3类环境的产品数据很少,图3中的A3围护结构发

展是从A2趋势推测而出的。(注:虽然专为NEBS环境设计的设备可能满足新类型要求,但是通常与体积IT相比,其性能特点仍然有限)。该类型的新产品通过提高散热器和或风机发展用以冷却新数据中心类型的组件,因此电力大幅度增加与类型A2相似。

图3 类3和类4服务器用电随着大气温度的变化

在环境温度范围内,随着风机速度增加,IT设备流量增加。下图给出了在温度为10℃-35℃时,服务器空气流量的增加趋势。

图4 随着大气温度增加,服务器空气流量变化

B. 数据中心噪声水平随着大气温度的变化

扩大网络电缆设备操作围护结构将对噪声水平产生不利影响。随着高端数据中心的噪声水平逐步提高,对数据中心经理和业主而言,已经或者至少将要成为一个严重问题。关于噪音水平的发展背景及其相关知识,详见ASHRAE网络电缆《网络设备中心设计》中第9章 “噪声排

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