| 出版日期：2005-06-06 总期号：663 本年期号：21 |
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机房需要智能散热
文/中国惠普有限公司 要嘉宁 程应军 随着机房内所布设产品密度的增加，用科学的方法来计算机房整个系统所散发的热量，并据此得出散热装置的合理布局，成为现代化计算机机房迫切需要解决的问题。 供电系统和制冷系统是现代化计算机机房的两个主要构成元素。其中制冷系统涉及到数据机房的整个物理环境，包括空调、地板、机柜及房间布局等诸多方面，一个整体的数据机房，其制冷系统设计的优劣，更能够直接反应出这个数据机房的整体运行综合能力。 传统设计精度低 对于整体机房的制冷系统来讲，传统的热量控制方法是想尽办法，以降低整个机房的温度，从而达到冷却服务器的作用。对于计算机机房热负荷的计算，一般仅采取概略计算和简易热负荷计算两种方式，初步确定对于空调机制冷能力的要求。 在数据设备、机房的建筑热量没有确定下来之前，通常采用概略计算进行机房空调制冷量的预估，一般按照500W～600W/m2来计算机房的散热值。在此计算的基础之上，来确定机房专用空调的选型，然后根据数据中心机房空间以及位置的大致范围，来大概地估计及判断所选用空调在机房内的摆放和定位。 按照这种方法设计的制冷系统，主要存在两个方面的问题，一是制冷系统的设计没有统筹考虑机房整个物理环境的各个方面，如地板、机柜及房间布局等；二是在设计并投入实际使用后，不能从量化的角度确保机房内必需的每一点的温度，难以符合计算机机房规范的要求。 建模计算智能散热系统 随着机房内所布设产品密度的增加，用计算科学的方法来计算机房整个系统所散发的热量，并能够合理布局散热装置，成为现代化计算机机房迫切需要解决的问题。 从1998年开始，HP试验室就开始着手研发采用热模型设计方法来精确计算机房的散热量，以帮助用户优化设计其数据中心的制冷系统，并为用户提供数据中心有效制冷的解决方案。这个热模型的设计方法被称为DCTA。 DCTA的全称是Data Center Thermal Analysis，是惠普数据中心智慧冷却解决方案的一个组成部分。 HP数据中心智慧冷却解决方案的主题是设计数据中心计算和相关设施的基础架构，让其能够具备有随着业务需要的变化的快速和自动适应的能力。其数据中心的架构框图如图所示： 按照DCTA热模型的设计方法，其设计的第一步，是收集数据中心机房的相关基础数据，包括计算机机房的全部尺寸，计算机设备及机柜的尺寸和散热情况，空调系统的相关参数及尺寸，机房所在位置的海拔高度，供电系统和UPS系统的相关参数及尺寸等。 在上述数据收集和初步判断的基础上，采用相关专业软件，如Tileflow和Flovent等软件，输入测量到的这些相关的数据，经过计算，建立起数据中心机房的基本CFD（计算机流体力学）模型，在激活模型后，根据数据中心不同的布局场景进行CFD模型模拟分析，得出不同场景数据中心的温度场分布图，以及其它相关数据结果。 根据以上不同场景所得出的结果，再进行比较分析，找出各个模拟场景中各自的优缺点，对照数据中心规范的要求，经过综合权衡之后，给出最佳的数据中心制冷系统解决方案。 DCTA设计方法通过建模，综合考虑数据中心制冷系统如空调、地板、机柜和房间布局等各个方面的因素，并从量化可视的角度让用户清楚地知道其数据中心机房内每一点的温度分布情况。 采用DCTA方法，设计的智能机房散热系统，能够为用户带来如下受益：帮助用户确定机房内精密空调的合理放置位置，以及精密空调参数的合理设置；帮助用户合理选型机房精密空调，并确保没有任何一台精密空调过载；确定蜂巢地板的合理数量，以及蜂巢地板的合理放置位置；给出计算机设备及机柜的排列方式，以确保整个机房内的冷热空气能够进行有效地对流；给出高电源密度计算机设备机房内的布放方式，消除机房内的热点；紧凑有效地使用机房的面积资源。 DCTA热模型设计方法从量化的角度对数据中心机房的制冷系统进行优化设计，消除机房内的热点，并节省制冷能源，确保用户数据中心的健康运行。目前该设计方法已在国内进行使用。 目前，HP的智慧数据中心解决方案仍在进一步进行研发中，其中包括动态智慧冷却方案，智慧地板，数据中心智慧管理平台等的研发。 
智能数据中心架构框图 小资料 合理使用蓄电池 在UPS中，蓄电池实际可供使用的容量与蓄电池的放电电流大小、蓄电池的环境工作温度、贮存时间的长短以及负载的性质（电阻性、电感性、电容性）密切相关。如果不能正确使用UPS，就会导致蓄电池实际可供使用的容量与标称容量之间有很大的差异。 为此，用户在使用蓄电池时，需要注意： 蓄电池的过度放电和蓄电池长时间的开路闲置不用，都会使蓄电池内部产生大量的硫酸铅，并形成阴极“硫酸盐化”。蓄电池阴极吸附大量的硫酸铅，会直接导致电池的内阻增大，蓄电池的可充放电性能变坏。目前常用的M型密封式铅酸蓄电池的使用寿命大约为3～5年。 对于大多数UPS来讲，蓄电池在每次放电结束之后，均可利用UPS内部的电池充电回路，对蓄电池进行浮充，一般需要充电时间为10～12小时，以保证蓄电池被重新置于饱和充电状态。若充电时间不够，会使蓄电池处于充电不充分状态，并降低了蓄电池的实际可供使用容量。 在特殊情况下，也可采用降低UPS实际负载功率或增大蓄电池容量的办法，来延长蓄电池的放电时间。 当UPS的蓄电池在使用中遇到下述情况之一时，要想复活蓄电池的可充放电特性，应采用均衡充电的办法来解决。均衡充电是指把每个蓄电池单元并联起来，用统一的充电电压进行充电的操作办法。 需要对蓄电池进行均衡充电的情况有： 过量放电使得蓄电池的端电压低于蓄电池所允许的放电终了电压，对于12V的M型铅酸蓄电池而言，其放电终了电压为10.5V左右。 蓄电池组中，各电池单元之间的端电压差别超过1V左右。 长期静置不用的电池（包括新购买的蓄电池）。 重新更换了电解液的蓄电池。对于NP6-12型密封式铅酸电池，它的均衡充电电压等于14V左右，最大允许的均衡充电电流小于1.5A；对于LCLl2V24P型密封式铅酸电池，其均衡充电电压等于14V左右，最大允许的均衡充电电流小于8A。目前市售的功率为2KW以下的UPS中，蓄电池组的浮充电流大多数控制在1A之内。 为保证蓄电池具有良好的充放电特性，对于长期闲置不用的UPS，在重新开机使用之前，最好先不要加负载，最好让UPS利用机内的充电回路对蓄电池浮充10～12小时以后再用。对于后备式UPS，若UPS处于长期工作状态时，建议每隔一个月，让UPS处于逆变器工作状态至少2～3分钟，以便激活电池。 |
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