通信機房精確送風技術分析與研究

國 楊，朱洪娟，許茂圣

（南京佳力圖機房環境技術股份有限公司，江蘇南京 211111）

0 引言

隨著我國通信事業的發展及通信設備的廣泛應用，空調在各類機房中大量投入使用，以確保機房內設備的正常運行。傳統的數據機房通常采用上送風的方式送風，將冷風送到機房后，先冷卻機房大環境，后冷卻設備。上送風方式容易受到機房結構及布局的影響，導致氣流組織混亂、冷熱氣流混合，無法實現冷風的精確分配，嚴重的會形成局部熱島現象，影響機房設備的安全運行。

1 工程概況

以山東移動某市數據機房為例，該市核心數據機房于2005 年投入使用，機房內的空調均為上送風空調。該機房面積328.5 m2，室內制冷采用單側安裝空調，共計4 臺CANATAL機房空調，制冷量均為60 kW，均采用風帽上送風下回風的送回風方式。平時機房內4 臺空調均投入運行，在運維良好的情況下，冬季基本運行平穩，但在夏季溫度較高時，容易產生高壓報警導致空調停機，從而引發服務器故障。

2 數據機房負荷計算及空調制冷情況

數據機房的負荷一般包括墻體、門窗、照明、地面、人體以及設備散熱負荷，此處主要為設備散熱。機房內設備散熱量大且相對穩定，同時需要空調全年制冷。負荷計算結果詳見表1，改造前空調的送回風溫度見表2。

表1 核心上送風機房負荷

表2 改造前空調的送回風溫度

由表1、表2 數據可知，機房空調制冷量遠大于網絡負載產生的熱量，但運行中依舊出現局部過熱問題。

圖1 水平高度1.5 m 溫度

圖1為機房水平高度1.5 m 溫度，圖2 為空調送風組織圖氣流。分析圖1、圖2可以得到以下結論：

（1）原來的空調采用風帽上送風的方式，先冷卻機房室內溫度，再冷卻服務器設備，空調送出來的冷風無法直接到達服務器熱處位置，降低了熱交換效率。

（2）由于先降室溫，后冷卻設備，因此無法實現冷量的精確分配，雖然冷量冗余多，但仍有局部熱島現象，個別熱點區域溫度超30，造成了能源的極大浪費。

3 改造案例

山東移動某市2F 機房采用上送風改造現場如圖3 所示，將原有的上送風空調風帽拆除，制作空調靜壓箱，同時送風管與靜壓箱連接處安裝手動截止閥以調節風量；在機柜熱量大的地方做送風下接管，設置可調百葉風口，從而調節改善氣流組織。

4 改造效果

（1）項目實施完畢后，在機房熱量比較高局部熱點測量，顯示溫度由原來的32變為24，極大地節省了能源，同時可以關閉一臺60 kW 的機房空調。

（2）冷空氣直接送到機柜所需處，減少了上送風方式冷風氣流不經過機柜交換熱量而產生的短路現象，提高了制冷效率。

（3）由于合理地分配氣流組織，對于機房內局部過熱的位置可以通過調節風量來加強冷卻，消除了機房內的局部熱島問題。

圖2 空調送風氣流組織

5 經濟效益

（1）直接經濟效益。以電費0.8 元/kW·h 計算，改造后停用1臺60 kW 的機房專用空調，其全年耗電量為（按照顯冷量95%，能效比3.4 計算）2712 kW·h，電費為130 176 元。即關閉一臺CANATAL 60 kW 空調一年節省的電費約13 萬元，省出的費用完全可以用于其他項目。

圖3 精確送風現場改造情況

（2）間接經濟效益。停用的該空調可以拆除放置于其他核心機房，減少了采購成本以及人工維護保養的費用。

6 結語

針對傳統上送風方式的機房空調，可以采用精確送風改造，改造后氣流組織更加合理，同時將冷風直接送到熱源處，減少了局部熱島問題的產生，保障機房安全運行，同時提高空調的制冷效率，達到節能降耗的目的。