摘要：目前的数据中心因为现有系统在设备入口不能维持同一温度，所以需要额外的制冷量，出现这种情况时，大多数问题不在于制冷量不足，而是气流管理缺乏科学性。要改善设备中的气流，需要将流入数据中心房间的所有气流实现高效制冷，同时尽可能减少气流浪费，为了理解这一目标的含义，了解热传导的基本知识很重要。

第1页:热传导计算基本知识

　　目前的数据中心因为现有系统在设备入口不能维持同一温度，所以需要额外的制冷量，出现这种情况时，大多数问题不在于制冷量不足，而是气流管理缺乏科学性。如果采取恰当的气流管理策略，可以对数据中心产生两个积极的变化。首先，通过减少需要供应的空气量，那么数据中心制冷需要的能源也会跟着减少。其次，机柜周围的温度也会得到改善。
　　
　　要改善设备中的气流，需要将流入数据中心房间的所有气流实现高效制冷，同时尽可能减少气流浪费，为了理解这一目标的含义，了解热传导的基本知识很重要。
　　
　　热传导计算基本知识
　　
　　海上空气热传导基本公式是：Q = 1.085 x ∆T x CFM
　　
　　Q是热传导的数量；
　　1.085是一个常数，包含了比热和空气密度（在海平面和1个大气压的情况下）；
　　∆T是温度的上升值；
　　CFM是气流（立方英尺/分钟）；
　　
　　计算机设备靠内置风扇吹走处理器和内部电路散发的热量，空气处理机组（AHU）使用它自己的风扇吹走热空气，以消除计算机设备产生的聚集热负荷，不幸的是，这两个气流往往是不相同的。但从IT设备到AHU的热传导是相同的，于是上面的公式可以重新描述为：
　　
　　Q_AHU = 1.085 x ∆T_AHU x CFM_AHU
　　Q_IT = 1.085 x ∆T_IT x CFM_IT
　　Q_AHU = Q_IT
　　经过换算，公式可以表示为：
　　CFM_AHU = CFM_IT (∆T_IT / ∆T_AHU ) ------(公式1)
　　
　　导致数据中心空气不流通的罪魁祸首是旁路气流，旁路气流会使冷空气流失，在返回AHU之前冷空气和热空气混合在一起。对于舒适性制冷应用，这种混合环境不仅是可接受的，而且还很受欢迎，但对于数据中心，这是不可接受的。数据中心里主要放置的是机柜，机柜的散热好坏取决于进风口的空气质量，如果进入服务器的温度超过100°F（约37℃），如果服务器有人类的感觉，它一定会觉得不舒服。
　　
　　再循环空气是旁路气流的帮凶，当进入到机柜内设备的空气（CFM_AHU）供应量不足时（因为旁路元件比较大），由于冷空气不足，服务器风扇运转时，也会将冷空气周围的热空气也一起吸入到服务器内，因此，旁路气流越大，再循环的空气也会增多。
　　
　　为了保证服务器入口温度不超过建议的温度阀值，最有效的办法还是提供足够的冷空气，但由于并没有改变旁路气流的比例，有些服务器仍然会遭遇再循环空气，它将使服务器面临的风险增大。如果由于制冷量不足导致出现热点，空间用户可能会选择终止合同。可以通过降低AHU送风温度进一步使热通道温度大幅下降，达到建议的服务器温度值，通过这种方法处理后，循环空气不会再构成一个严重的问题。但这种方法非常浪费，因为它强制供应的空气温度下降，这样要强制增加湿气到屋内空间，以保持最低限度的空间露点，同时室外空气的冷却时间也大幅减少了。
　　
　　其它的办法还有增加更多的空气，但这种办法却行不通，看前面的公式，我们看到越来越多的CFM_AHU必须减少∆T_AHU ，记住无论气流发生什么Q_IT都不会改变，Q_AHU是载入的所有AHU的制冷量，不管有多少AHU可用，它总是等于Q_IT的。增加CFM_AHU唯一能够实现的是冷空气最终可以到达机柜顶部和服务器入口。但这样做的成本如何呢？为了解决这些热点有多少旁路空气必须处理呢？如何告诉人们他/她的数据中心就是这种情况呢？答案很简单—— 查看所有AHU的∆T_AHU ，如果平均∆T_AHU 是∆Q_IT的一半，那么AHU推送的空气就是服务器风扇需要的空气的两倍。
　　
　　密封是完全消除旁路和再循环空气的一种方法，通过封闭冷热通道，使数据中心内的气流总是满足CFM_AHU = CFM_IT∆T_AHU 也就等于∆T_IT 了。
　　
　　那为什么不是所有的数据中心都使用密封呢？有些用户不喜欢密封方式，因为这样做实际上限制了对机柜，线缆桥架和过道的访问。一个不太明显的问题是，密封需要一个精心策划的控制策略，要防止冷热通道之间的压力差过大，如果增压控制策略错误，服务器风扇可能吸收不到冷空气，这可能导致它们提高速度，以维持可接受的处理器温度，结果是服务器将增加CFM_IT到最大数量，服务器的能源消耗就会增加。
　　
　　据说，似乎很少有面积小于200平方英尺的数据中心使用了密封，真正应该实施的是良好的气流管理策略，重点应放在改善旁路气流和再循环空气。本文的剩余部分将讨论这些策略。