如何讓數(shù)據(jù)中心冷卻得到控制有效控制?

責(zé)任編輯:editor014

2014-06-12 09:23:45

摘自: idcquan

曾經(jīng)有一段時間,在分布式計算數(shù)據(jù)中心機(jī)房配備空調(diào)(CRAC)系統(tǒng),以維護(hù)IT系統(tǒng)的溫度是相當(dāng)常見的。但時至今日,因為其極高的能源消耗CRAC已成為數(shù)據(jù)中心的“壞孩子”。

曾經(jīng)有一段時間,在分布式計算數(shù)據(jù)中心機(jī)房配備空調(diào)(CRAC)系統(tǒng),以維護(hù)IT系統(tǒng)的溫度是相當(dāng)常見的。但時至今日,因為其極高的能源消耗CRAC已成為數(shù)據(jù)中心的“壞孩子”。

電源使用效率(PUE) 是最常用來評估一家數(shù)據(jù)中心運作情況的指標(biāo)(盡管在某些方面其存在嚴(yán)重缺陷),該指標(biāo)使用數(shù)據(jù)中心的總能耗和由IT設(shè)備本身所消耗的能耗量之間的比率得出。當(dāng)剛剛開始采用PUE作為衡量指標(biāo)時,許多數(shù)據(jù)中心的PUE值都在3個以上的高分運行,有許多甚至達(dá)到5以上。即使是現(xiàn)在,根據(jù)研究機(jī)構(gòu)Digital Realty trust的調(diào)研報告顯示,全球已報告整體平均PUE值為2.9.

而另一項由Uptime Institute主辦的研究,則得出了全球整體平均PUE值為1.85的結(jié)論。但問題始終是存在的,即數(shù)據(jù)中心每消耗一部分電力以為其IT設(shè)備供電,必然有部分的電力要用于數(shù)據(jù)中心設(shè)施本身。

想想看,IT設(shè)備包括數(shù)據(jù)中心所有的服務(wù)器,存儲和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。所有其余的電源使用都被計入所謂的“周邊系統(tǒng)”,包括照明,不間斷電源(UPS)系統(tǒng)損失和冷卻。即使是一家大的數(shù)據(jù)中心也在努力使其照明和現(xiàn)代UPS系統(tǒng)的能源效率能夠達(dá)到98%以上。而周邊功率最大的用戶是冷卻。

現(xiàn)在,是時候讓數(shù)據(jù)中心的冷卻在您的控制之下了,其可能并沒有一般IT專業(yè)人士所認(rèn)為的那樣難。

數(shù)據(jù)中心并不一定要非常冷

首先,時代變了。數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)運行溫度也已經(jīng)發(fā)生了變化。數(shù)據(jù)中心不再需要保持17-19 ℃的空氣環(huán)境溫度。根據(jù)美國采暖,制冷與空調(diào)工程師學(xué)會(ASHRAE ,American Society of Heating Refrigerating and Air conditioning Engineers)最新的指導(dǎo)方針,允許數(shù)據(jù)中心環(huán)境運行最高溫度達(dá)到20℃以上,在一些特殊情況下可以達(dá)到30℃,甚至40℃。這可以幫助數(shù)據(jù)中心運營商大大減少能源消費賬單了。

但這并不是數(shù)據(jù)中心運營商們所能做的全部。其實有一整套的冷卻方案值得數(shù)據(jù)中心運營商們借鑒,以便產(chǎn)生快速的投資回報。

集中冷卻最需要冷卻的地方

在整個數(shù)據(jù)中心范圍內(nèi)都使用冷卻空氣僅僅只為了給部分體積小的設(shè)備降溫,無疑是一種浪費。數(shù)據(jù)中心管理人員應(yīng)該使用冷熱通道的方法減少所需的冷空氣量。這可以通過具體的解決方案或者將機(jī)架系統(tǒng)的行與行之間的空間覆蓋耐火材料,在每一端使用阻燃聚丙烯來實現(xiàn)。檢查機(jī)架以確保冷空氣通過冷通道傳輸?shù)皆O(shè)備的熱點但不繞過他們,但這可以方便合理地監(jiān)測。

集裝箱式數(shù)據(jù)中心

對于那些正在審查其基礎(chǔ)設(shè)施,想要移動到高度機(jī)架,采用整體冷卻的數(shù)據(jù)中心而言,集裝箱式數(shù)據(jù)中心可能是一個很好的方法。

使用密封機(jī)架,如Chatsworth Tower系統(tǒng),包括機(jī)架內(nèi)本身的冷卻,冷空氣從堆棧的底部引入,而熱空氣從頂部離開。

來自諸如愛默生和APC這樣的供應(yīng)商所提供的系統(tǒng),能夠為機(jī)架冷卻系統(tǒng)提供更多的工程解決方案,個別CRAC系統(tǒng)在機(jī)架行內(nèi),可以用更具針對性的冷卻。

液體冷卻和空氣冷卻

基于液體的冷卻系統(tǒng)也卷土重來。后門水冷卻器是一個適用的解決方案,涵蓋了機(jī)架的背面,利用冷卻空氣去除多余的熱量。其他系統(tǒng)直接作用于IT設(shè)備,使用負(fù)壓系統(tǒng),將水通過管道,所以即使發(fā)生泄漏,空氣會被吸入系統(tǒng)而不是被水壓排出來。IBM的Aquasar和Chilldyne就提供這種系統(tǒng)——但這些都是侵入性的,因為它們的使用需要使用的特定的翅片式換熱器,被連接到被冷卻的芯片。

其它系統(tǒng),如Iceotope和liquidCool,提供完全將模塊沉浸介電液體的有效方法去除熱。Green Revolution提供了電介質(zhì)使得設(shè)備可以浸沒到液體,保證現(xiàn)有的設(shè)備能夠繼續(xù)使用。這些系統(tǒng)都可以除去熱量,并可以在其他地方重復(fù)使用這些熱能,例如加熱的水被用于企業(yè)的其他部分。

室外空氣冷卻方案也是可以考慮的其他方案。在最北部的氣候條件下,一年只有幾天的時間外界溫度是超過冷卻設(shè)備需要的運行溫度的。諸如Kyoto Wheel這樣的系統(tǒng)允許外部空氣以最低的成本被充分利用。

絕熱冷卻,這種方法讓液體蒸發(fā)的環(huán)繞著需要冷卻的物理設(shè)備的周圍環(huán)境,適用于外界溫度往往超過ASHRAE指導(dǎo)的氣候條件下,或支持更為溫和的氣候地區(qū),其室外的空氣溫度低于系統(tǒng)設(shè)備運行所需要的操作溫度。如EcoCooling公司,Munters公司,Keysource公司,Coolerado公司就提供數(shù)據(jù)中心所使用的絕熱系統(tǒng)。

其目的是最大限度地減少能量的使用,以保持?jǐn)?shù)據(jù)中心的IT設(shè)備在其所設(shè)計的熱參數(shù)訪問內(nèi)操作。使用上面提到的那些方法,像4D Data Centres這樣的公司已成功地建造和運營出PUE值達(dá)到1.14的數(shù)據(jù)中心;而 Datum的數(shù)據(jù)中心運行的PUE值則為1.25 ;谷歌的PUE值是1.12左右。

這意味著,對于一家現(xiàn)有功率要求為1MW的大型數(shù)據(jù)中心,現(xiàn)在的PUE值是2,其中500kW能耗將用于IT設(shè)備消耗,而500KW能耗用于數(shù)據(jù)中心設(shè)施。通過審查冷卻方案可以將PUE縮小到少于1.2.這樣,同樣500KW的能耗用于IT設(shè)備負(fù)荷,就只有不到100kW的能耗用于數(shù)據(jù)中心設(shè)施。在這種方式中,節(jié)約了400kW的電力成本。在許多情況下,企業(yè)都是采用的低成本,低維護(hù)的解決方案。

那么現(xiàn)在,是時候花點時間來回顧一下您企業(yè)數(shù)據(jù)中心的冷卻方案了嗎?答案顯然是肯定的。

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