数据中心微模块原理

数据中心机柜是以连体三联柜为最小的建设颗粒度,或者以6个机柜和置顶空调构成的的微模块为最小颗粒度来建设的。

连体三联柜朝外侧为冷通道,内侧即空调下方为热通道,这样背靠背的两侧服务器机柜散发出来的热空气在机柜间的密闭热通道内聚集并自然上升,被顶部的空调盘管制冷后,再经盘管顶部的6个高效率EC大风扇带走,飘散到整个机房大环境中,然后冷空气自然下沉重新回到机柜的冷通道侧被服务器吸入,重新开始整个循环。整个过程中气流组织非常短而高效,几乎没有多少冷量传递损失,且符合热空气上升冷空气下沉的自然对流法则。热通道完全封闭后,空调送回风温差deltaT非常高,因此需要的空调风量较小,风机的转速较低,损耗也可以很小,真正实现了高效散热的目的。

  微模块机房内机柜单元和制冷单元布局

  机房内多排机柜单元和制冷单元,我们可以更为清楚地看到制冷单元和整机柜是如何搭配的。机柜每三个一组,顶部的TOR放在三联柜中间,每三个柜子依次排开。两排机柜间根据实际机柜的功耗和设备类型,搭配不同数量的制冷模块,比如高负荷的计算类机柜列比存储型的机柜列制冷模块要多。

  如果出现部分区域的设备功耗密度较低,则可以多个三联柜共享稍微少量的制冷模块,这样制冷模块间的顶部空隙可以通过薄铁皮来封闭热通道,如果某个三联柜需要搬迁或者维修,则可以通过底部滚轮灵活由一个运营人员就可容易推走,但推走后的机柜位需要制冷模块正面的铁皮封板封堵住热通道,以免整个封闭热通道的热气流泄露到机房冷环境中。

  机房的温度设置得高能达到节能

  数据中心为了节能运行,会将机房的温度设置得较高,整个机房作为冷通道,整体温度场较为均匀,且较为适合运维人员操作。服务器的进风温度往往高达27摄氏度甚至更高。热通道内的温度则高得多,甚至不适合于运维人员呆在里边,因此服务器全部设计成冷通道前维护。

  比如热通道内的温度会高达43度以上,经过顶部空调盘管降温后的温度约为25摄氏度,deltaT高达18度,这样顶部空调的风量可大大减少,风扇也可低速运行功耗很低。同时整个机房采用高温27摄氏度运行,冷冻水供水的温度也可以设置在20摄氏度的高位温度,回水温度则约为40摄氏度,这样高温差运行也可大大节省水泵的功耗。如果冷冻水的供水温度可以达到20摄氏度,这样每年制冷主机真正需要开启的时间就非常少,甚至在欧洲的几个数据中心都实现了无冷机运行,而冷机能耗是机房内最大一块,所以这些设计可以大大节约能耗。

  微模块机房整体布局建设

  数据中心机房内,整个机房空间非常开阔(由于面积很大,采用的是更为经济安全的水消防),顶部是照明和消防管网,以及一排排的供电母线排,通过支路配线盒直接给机柜服务器供电。再往下就是直接架设在制冷模块顶部的走线桥架,以及三联柜微模块了。

  黑色移动维修台的机柜空缺位,我们可以非常清晰地看到数据中心是先建设好置顶空调及配电接口泊位,采用三联柜的方式滚轮移动即插即用快速交付。如果该机柜位尚未被占用,则采用三联柜白铁皮或者蓝色布帘临时封堵热通道,防止热气流跑到整个机房外部空间的冷环境。机房还配备了梯子、叉车和移动工作台、简易维修工作台、工具箱等,方便现场运维。

  采用微模块的方式建设数据中心,运维和搬迁等更为灵活和方便。通过整个机房的整个冷池作为缓冲,且考虑到了制冷模块、外部冷机等的冗余,可靠性更高,运营体验也更好。还可以根据不同设备类型和设备的不断升级更新等,灵活配置制冷模块来快速满足业务不断变化的需要。