數(shù)據(jù)中心內(nèi)設備眾多，內(nèi)部雖然有完善的空調(diào)系統(tǒng)，但實際上內(nèi)部溫度分布是不夠均衡的。即便現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心部署了出入通風道，機柜前面是入風道，后面是出風道，這樣可以及時將熱量帶走。不過，由于不同的設備發(fā)熱功率是不同的，局部區(qū)域若放置有大功率設備，容易造成機房局部區(qū)域過熱現(xiàn)象，威脅數(shù)據(jù)中心的安全運行，甚至造成個別設備因過熱而宕機、硬件損壞等嚴重問題，所以將數(shù)據(jù)中心機房內(nèi)的溫度控制在一定范圍內(nèi)，消除或降低局部熱點是非常重要的。為保證數(shù)據(jù)中心長期穩(wěn)定運行，改善IT設備的運行環(huán)境，消除局部熱點、降低機柜局部溫度，下面我們就來探討一下數(shù)據(jù)中心局部熱點處理的一些方案。
一、現(xiàn)狀調(diào)查
二、數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生局部熱點的原因主要有以下7個方面：
1.單個機柜對應的穿孔地板的送風量與機柜內(nèi)IT設備所需的風量不匹配造成機柜內(nèi)溫度升高。
2.機柜內(nèi)空閑U位空隙造成機柜內(nèi)溫度升高。
3.同列相鄰機柜間空隙造成機柜內(nèi)溫度升高。
4.機柜底部與靜電地板間空間造成機柜內(nèi)溫度升高。
5.熱負荷與投入制冷量的匹配不當造成機柜內(nèi)溫度升高。
6.機柜孔密度與設備風量的匹配造成機柜內(nèi)溫度升高。
7.數(shù)據(jù)中心設備隨著使用時間的延長，機柜內(nèi)一些老舊設備發(fā)熱設備自身產(chǎn)生的熱風無法高效的被排出，造成機柜內(nèi)渦流，致使機柜內(nèi)壓力高、溫度高，形成局部高熱。而局部熱點的現(xiàn)象容易造成機柜內(nèi)的設備運行環(huán)境惡劣，發(fā)生設備損壞等問題，進而造成經(jīng)濟損失。
二、可行性分析
在機房中我們選取設備出風口方位作為機柜平均溫度觀察對象，實測機柜溫度為43.8度：業(yè)內(nèi)標準為：35度+5度或35度-5度范圍
這個機柜溫度達到了43.8度，超過標準溫度最高值3.8度。
現(xiàn)在針對此現(xiàn)象，我們對降低機柜溫度的可行性進行了研究：
開孔地板手動風閥-可行(預計改善2度)
加盲板-可行(預計改善2度)
加屏風-可行(預計改善2度)
加圍擋-可行(預計改善2度)
加冷量-可行(預計改造4度)
開門孔-可行(預計改善2度)
加風機-可行(預計改善4度)
三、 解決方案
傳統(tǒng)局部熱點的解決方案多數(shù)都是加大整個房間的制冷量，這樣不但能耗加大，而且局部熱點還會時不時出現(xiàn)。另外，還有增加點對點的主動制冷方式，即機架式精確送風空調(diào)，但這種方式，投資大，部署周期長，部署也比較困難。依據(jù)多年的經(jīng)驗，以及國內(nèi)外相關標準及最佳實踐，對于局部熱點現(xiàn)象的解決方案主要有以下7方面。
1.使用導向型通風板和手動風閥，對冷氣流進行導流，使90%的冷量直接吹向設備，而且安裝方便、簡單，不影響設備的正常運行。
2.封堵沒有設備的空閑U位，阻止氣流的紊亂現(xiàn)象；
3.封堵同列相鄰機柜間空隙
4.封堵機柜底部與靜電地板間空間，阻止熱氣流回流的現(xiàn)象。
5.熱負荷與投入制冷量的匹配程度，依據(jù)能量守恒定律，空調(diào)實際輸出的制冷量與區(qū)域熱量應是守恒的，安全角度考慮要配備一定的制冷余量，以單臺空調(diào)出現(xiàn)散熱失效不影響區(qū)域內(nèi)設備正常運行為準。
6.風量供給與設備需求的匹配程度，該指標從微觀上講應保證機柜不出現(xiàn)因風量不足而引起局部過熱，宏觀上講區(qū)域總供風量應控制在需求總量的 90% - 110%之間。并匹配調(diào)整穿孔地板開孔率，測量出風量，按設備需求量供給。
7.通過加裝散熱單元，增加風的流速和流量；
通過對局部環(huán)境的改善、提升，數(shù)據(jù)中心的局部熱點現(xiàn)象已明顯減少，但由于自身排風不暢導致的局部熱點現(xiàn)象仍然存在，還需要進一步的探索。
四、定制化風機的測試
與廠家合作，研發(fā)定制版散熱風機，達到增加機柜進、出口風的流速和流量，解決機柜內(nèi)部的局部過熱問題，進而平衡機房內(nèi)冷熱氣流。通過加裝散熱風機，增加風的流速和流量，解決機柜內(nèi)部的局部過熱問題。
具體測試
數(shù)據(jù)中心為無塵機房、環(huán)境比較理想，沒有粉塵、油霧、水汽等影響柜內(nèi)的各元器件正常工作的，本測試采用進氣口安裝風扇，出氣口安裝風扇分別測試。
機箱機柜散熱風扇的選型根據(jù)柜內(nèi)溫度與環(huán)境溫度的差值以及柜內(nèi)熱損耗在風扇的特性選取。本次測試風扇設備為直流48V/1.5A及交流1.5W兩款風扇。
冷風通道溫度機柜溫度
交流風機直流風機未安裝風扇設備溫度17.1攝氏度43.8攝氏度進風口安裝17.1攝氏度42攝氏度出風口安裝17.1攝氏度41攝氏度32.9攝氏度
結(jié)論
出風口安裝直流風機機柜溫度下降達到10.9攝氏度。
五、效果對比
安裝風機前后機柜熱成像對比：
為了進一步降低和消除數(shù)據(jù)中心機房的局部熱點，完善機房管理，我們采取了以下措施：1、統(tǒng)計數(shù)據(jù)中心所有機柜局部熱點的存在情況。2、針對局部熱點機柜存在的排風不暢缺陷，進行加裝散熱風機。3、制定觀察計劃，定期查看機柜現(xiàn)狀。
總結(jié)
消除和降低數(shù)據(jù)中心的局部熱點，不僅可以保障設備的安全穩(wěn)定運行，也可以構(gòu)建健康綠色的數(shù)據(jù)中心。無論采用哪種方案，都需要結(jié)合自身的數(shù)據(jù)中心實際情況進行分析，通過部署實施這些解決局部高熱的方案，為建設一個安全、穩(wěn)定、高效、節(jié)能的數(shù)據(jù)中心提供有力保障。
