冷却器外壳增加性能，可靠性

用于控制、电子、网络设备和数据中心的设备外壳需要冷却以获得可靠的性能。处理能力，即关键网络设备运行的速度，正在稳步提高，以跟上用户应用程序的需求。随着技术的进步，这些电子器件的尺寸正在缩小，从而导致更大的电路板密度和更高的功耗。但是，这会增加整个数据中心的热量产生。

高温会损坏网络设备，并潜在地消除公司有效处理、通信和存储信息的能力。实施适当的冷却解决方案不仅可以保护数据中心免受代价高昂的损坏，还可以确保对公司数据和通信的持续访问。

冷却解决方案已经变得更加复杂——提供了改进冷却的新方法，同时提高了整体效率，以适应不断变化的网络设备和数据中心设计。控制工程师、操作工程师和数据中心经理可以通过了解现代冷却解决方案的发展及其优缺点，选择和实施能够充分满足个别冷却需求的解决方案。

选择合适的冷却策略不仅仅是选择正确的设计。应用适当的冷却配置还需要考虑总拥有成本(TCO)需求。冷却TCO成本不限于与购买和实施冷却设备相关的资本支出。数据中心管理人员还必须考虑运营成本和额外的设计功能，以节省大量成本。

多种冷却配置

机柜配置有多种选择，从简单和便宜到昂贵和复杂。然而，每种配置的目标都是相同的:帮助向每个服务器输送必要数量的冷气。

热通道/冷通道

热通道/冷通道冷却系统的设计将热排气与冷进气分离。机柜位于冷通道两侧，机柜通过机柜前进风口将冷空气抽走，带走设备热量。热排风从机柜后部排出，被引导到机房空调和机房空气处理(CRAC/CRAH)单元，它们将热量带走，并将空气重新分配到冷通道。

热通道/冷通道配置在气流管理中起着至关重要的作用，提供了许多好处。通过分离冷热空气，维持最佳数据中心温度所需的能量被最小化，从而使设施显著降低公用事业成本。然而，对于管理人员来说，重要的是要了解热通道/冷通道设计通常只能容纳3kw至5kw的散热。一旦机架密度达到5kw及以上，系统就不能再补偿增加的热负荷。根据多项外部研究，大多数热通道/冷通道解决方案仅使用了40%的可用冷却能力，而10%的系统机架仍然存在热点，这可能导致设备过热和系统故障。

烟囱柜冷却

烟囱柜冷却解决方案由顶部管道系统的机柜组成，它将热废气引导到上方吊顶或管道系统，进一步将气流引导到CRAC/CRAH单元的进气道。研究表明，烟囱配置成功地提取热负荷高达20千瓦。通过为热空气提供直接的气流路径，烟囱柜进行了至关重要的气流管理——从机柜或通道中去除热量，在不到1%的热风/冷风混合的情况下减少99%的浪费冷空气。

大量的外部研究表明，烟囱法降低了至少25%的冷却系统成本。与烟囱柜相关的其他节省成本的好处包括:低资本成本，很少或不需要维护，需要的CRAC/CRAH单元更少。

密封系统

密封系统不是简单地隔离冷热气流，而是为分离的气流设置了一个屏障，防止它们混合，从而降低了能源成本，最大限度地减少了热点，并改善了数据中心的碳足迹。这些系统通过使用通道门、顶板和机柜内部密封来封闭热通道或冷通道。密封系统提供两种冷却选择:冷通道密封或热通道密封。

在冷通道密封配置中，冷空气被封闭在通道内，热空气无法进入通道，确保设备只使用冷空气进行冷却。冷空气可以通过周边CRAC/CRAH单元(通常通过凸起的地板)或通过位于机架之间或上方的内部冷却源提供。

根据2007年太平洋天然气和电力研究，密封系统可以在冷水机运行成本中平均节省20%。根据劳伦斯伯克利国家实验室完成的一项研究，这使得它们将冷空气移动所需的能量减少了75%。

相反，热通道密封解决方案的设计目的是容纳热气流，并将其引导回冷却装置，通过架空管道系统或与排内冷却用于局部空调。热通道密封系统可以显著提高冷却机组的效率，因为热空气直接输送到CRAC/CRAH机组。隔离正迅速成为高密度数据中心的理想选择，它将热通道空气输送到冷却单元上方和外部，而在热源附近使用行内冷却可提高整体空气处理效率。

线性冷却

放置在机柜之间的专用冷却装置允许排内冷却捕获排气，并在其与冷空气混合之前将其中和。行式冷却为一些小房间提供了独立的冷却系统，可以取代CRAC单元，提供高密度的冷却能力。此外，行内冷却可以与热通道/冷通道配置一起使用，添加到现有的冷却解决方案，以适应增长。

行内冷却解决方案提供了一种简单的方法，可为特定行实现可靠的高功率冷却。单元提供了固有的可伸缩性，允许用户无缝地调整冷却，以适应任何数据中心不断增长的网络需求或不断变化的设计要求。

行内冷却的设计目的是在整个数据中心最需要的地方输送冷空气，从而极大地提高了冷却效率。通过显著减少能源浪费量，行内冷却解决方案可节省约82%的公用事业。

总拥有成本

数据中心经理必须在选择适当的冷却配置与每个解决方案相关的总拥有成本之间取得平衡。

安装与操作

在选择合适的冷却策略时，了解安装成本因素和运行成本因素之间的差异非常重要。例如，遗留配置安装简单，资本成本非常低;然而，运行这些系统所需的能量可能会导致过高的公用事业费用。它们也可能不可靠，产生热点并导致潜在的设备故障，最终导致更多的劳动力成本。

具有高资本成本的系统仍然可能经历较低的运行成本，最终节省大量的额外费用。例如，密封系统的实施可能很昂贵，但由于低到中等的运行成本和高可靠性，密封系统可以成为复杂冷却要求的经济有效的解决方案。

每年节省数千美元

根据公司的冷却策略，企业每年可以节省大量资金。机柜的特性会影响服务器性能，最终影响运营成本。每个服务器厂商对机柜前门的开放空间要求都有具体的指导方针。为了给服务器提供足够的冷气流来散热，确保冷空气不受限制地进入设备内部，机柜门的开放空间应不低于50%。

适当的风扇位置也可以增加机柜的散热效果。后门风扇可以与服务器风扇配合使用，增加特定区域的气流，消除机柜的热排风。在随机布局的数据中心中，机柜顶部散热的最佳方式是安装穿孔顶部或顶部安装风机。然而，在更高效的热通道/冷通道布局中，使用顶部安装的风扇实际上会阻碍散热和服务器的整体热性能，因为它会将冷空气从服务器抽走，并将冷空气与热排风混合，浪费了原本用于产生冷空气的能量。

最后，可以使用附件来辅助机柜的气流。公司可以在热通道/冷通道配置中使用落料板或地板刷来实现额外的数据中心效率，从而提供一种简单的解决方案，并带来巨大的财政影响。空机柜采用落料板填充，机架空间采用实墙，防止冷空气穿过机柜、绕过设备、与热排风混合。使用消隐板确保冷空气只通过设备消散，提供了一种易于安装和高效的引导冷空气的方法，每年可能节省数万美元。另一方面，地板刷作为一个静压箱，将冷空气分配到网络设备，并提供电缆分配。而不是使用简单的切口，地板刷，作为一个气流阻塞，防止冷空气通过电缆入口泄漏到热排气。

更多的人脉，更多的储蓄

为了满足任何企业的通信需求，技术将继续发展，提供能够实现更快数据传输、更大内存和存储容量的网络设备。更强大的数据中心要求组织实施解决方案，为网络设备提供卓越的保护，并保持能源效率，每年节省数千美元的公用事业成本。

- Brian Mordick是Pentair技术产品Hoffman品牌的高级产品经理。由CFE Media内容经理马克·t·霍斯克编辑，控制工程，咨询指定工程师，而且设备工程。

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