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ASHRAE TC 9.9-数据中心热处理(翻译)(7)

来源:网络收集 时间:2020-08-23 下载这篇文档 手机版
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占了很小一部分比例,并且不会持续很久。

图表5.芝加哥2010年干球温度柱状图。

依靠空气侧的节能装置,数据中心的风机能使进入IT设备区域的空气比室外的升高1.50C。同样,即使在冬天,大多数拥有节能装置的数据中心也会采用一种混合空气的方式来保持数据中心内的温度在150C到200C这一范围内。在芝加哥的气象数据基础上应用这一节能控制方法,柱状图将会转变成图表6所示。

图表6.假设安装了节能装置的芝加哥2010年干球温度柱状图。假设包含了利用服务器的余热,这一调节方式可以使室内保持最低150C到200C之间且从室外到服务器送风口可以有1.50C的温升,

结合图6柱状图中的数据,计算各个温度范围所占一定比例的时间,就可以得到一个简单的设备故障率的时间-温度加权平均值,如表6.

表7,芝加哥的IT设备的时间-温度计算加权故障率。

位置 芝加哥 15-20℃ %每小时 67.6% 15-20℃ 因数 0.865 20-25℃ %每小时 17.2% 20-25℃ 因数 1.13 25-30℃ %每小时 10.6% 25-30℃ 因数 1.335 30-35℃ %每小时 4.6% 30-35℃ 因数 1.482 净余因数 0.99

列中标有“X因素”的值是关于温度的相对故障率。如温度升高,设备故障率也增加。手册附录C是根据连续运算(7天*24小时*365天/年)得出的设备故障率表。对于空气侧节能装置,芝加哥数据中心的

净时间加权平均数的可靠性为0.99,是非常接近1的,可靠性为1的数据中心是严格控制且连续运行温度为20℃。虽然硬件的故障率会随着温度增加,但是数据中心花费大量时间在把温度控制在15至20℃之间(在这一温度范围内,故障率比在20℃连续运行时略低),数据处理中心的IT设备在20℃连续运行一年的可靠性,比得上ITE。应该注意,比起春秋季节的平均值,在夏季,节能装置的数据中心里硬件故障率将有轻微的升高趋势;同样,寒冷的冬季会有轻微降低。

通常,为了更好地预测数据中心故障率,需要一个准确的给定地点的时间-温度柱状图,使节能装置适当地温度升高的关键因素也被用于数据中心的环境控制算法。为了简单起见,对数据中心硬件可靠性的经济影响进行分析,这基于两个关键性的假设:a)维持最小数据中心温度在15-20℃之间。b)数据中心室内外温度温升适用于当前节能标准。但是,这种数据分析方法并不意味着推荐用于数据中心环境控制的特殊算法。关于详细的论述节能装置温度的方法超出了本文的范围。本方法目的在于示范应用方法和提供一般指导。对温升要求精确的特定地理位置的特殊节能装置,应该咨询精通节能装置设计的工程师。合理的假设一个空气侧节能装置,数据中心提供的空气温升在小于1.5℃时不受室外环境干球温度影响。对于水侧节能装置,冷却水环路温度主要依赖于室外空气湿球温度。此外,以芝加哥为例,ASHRAE Weather Data Viewer的数据表明,平均干球温度与湿球温度一致,大概升高5℃。(例,当湿球温度为20℃,与之对应的平均干球温度是25℃)。如果假设冷却塔和

热交换器温度相当接近,那么在芝加哥,平均一天水侧节能装置也应该能够提供比室外干球高1.5℃以上的数据中心送风温度。对于干式冷却塔(闭式,无蒸发)的水侧节能装置,假设数据中心空气温升12℃,高于室外环境温度。值得重申的是,以下数据基于上述假设,不同地区(具有不同湿球/干球组合)将有不同温升,这是以具体地方具体节能装置情况为基础的。规定,同一城市,1.5℃温升和12℃温升之间的不同,表明如果只有一两级之差,那么结果会在误差线以内。

挑选出美国和世界一些城市的不同节能装置情况的时间-温度加权平均故障率预测,如图7、8、9、10所示。对那些图表的计算,包括每个城市不同温度范围内的用时百分比,以及温度函数的可靠性数据,可以在附录C中查到。

弄清楚相对故障率价值的意义所在是十分重要的。我们规定以数据中心在20℃连续运行结果为标准;此时的相对故障率为1.0。对于低于1.0的城市,则表明,每年运行时的节能装置连续作用和数据中心低于20℃(至15℃)。此外,相对故障率显示出了服务器故障量的预期增长,而不是故障服务器总数所占百分比。例,如果一个数据中心里,每1000台中有4台服务器故障,致使温度升高,则相对失败率为1.2,那么语气相对失败率为1000台中有5台故障。为给数据中心硬件故障率提供进一步参照系,文献[4,5]显示温度约为20℃的两个不同数据中心,在12个月里的叶片硬件服务器故障率为2.5-3.8%。在一个温度范围达35℃(海拔约1600米)的包含空气侧节能装置的类似数据中心,故障率为4.35%。这些数据仅为故障率的例子提供一定知道。不要试图对失效机

制进行分类。

图7,美国一些城市,空气侧节能装置和水侧节能装置的预期故障率。注意,此时假设两种形式的节能装置将使数据中心送风温度比室外干球温度高1.5℃。

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