盡管液體冷卻已成爲一種趨勢，但空氣冷卻仍然是大多數數據中心的主要冷卻方法。要使空氣冷卻有效，有兩個目標：最大限度地增加IT設備的空氣輸送量，並使從IT排出的熱空氣與進入的冷空氣分开。

有多種冷卻類型來分離熱空氣和冷空氣，但並非每個數據中心都採用相同的方法。管理員必須了解不同類型的空氣冷卻方法以及控制回風以最大程度地提高冷卻效率的重要性。

空氣分離的好處

分離不同溫度的空氣可完成兩項任務：

● 它使到達ITE的數量最大化。
● 它通過機械冷卻最大程度地提高空調的性能，並在使用外部空氣時最大程度地延長免費冷卻時間。

空氣混合類型

空氣在通過設備機架中設備之間的开口時，或在機櫃排的頂部和末端周圍循環時會混合。這些方法分爲旁路空氣和再循環空氣。

有了旁通空氣，冷卻空氣就會繞過ITE，而不是穿過它。冷空氣與排出的熱空氣混合，從而降低返回空調的空氣溫度，並降低冷卻能力。

在循環空氣中，ITE排出的熱空氣會返回到前端並與冷卻的供應空氣混合。這會升高進入ITE的空氣溫度，降低冷卻效率並縮短ITE的使用壽命。

分離冷熱空氣

通過冷熱通道設計，機櫃面對面和背對背布置。卡入式填充面板覆蓋機架和機櫃中ITE設備之間的开放空間以填補縫隙。然而，使用這種方法，空氣仍然會從機櫃頂部和排尾處泄漏。

過道封閉形式

通道遏制系統使用屏障將兩種空氣溫度隔开。這包括熱通道、冷通道、完全遏制系統和部分遏制系統：

熱通道封閉：封閉ITE排出的空氣，使房間的其余部分保持送風溫度。這種方法在新建築中通常是最容易實施的，而且節能。這種方法確實會爲房間的其余部分使用一些冷卻空氣。

冷通道封閉：封閉ITE送風，使房間其余部分保持熱通道溫度。如果空氣平衡得到控制，這可以最大限度地利用冷空氣。除非已經有回風室天花板，否則在現有房間中改造冷通道更容易。

全封閉：封閉通道兩端均設有門，櫃頂與天花板之間設有實心面板。櫃底的填充物可防止空氣在下方流動。

部分封閉：使用塑料條封閉代替門和面板。它們可能只位於過道末端，而不是機櫃上方。在現有數據中心，部分封閉通常比完全封閉更有效、更便宜且更容易實施。

所有形式都可改善空氣控制和能源效率。主要注意事項是防火。全封閉要求每個過道都有排氣頭。現有數據中心可能在備用過道有排氣頭。部分封閉可避免在工作ITE周圍重新鋪設管道。所有門和面板都應按照國家消防協會75標准進行防火。

數據中心的三種冷卻方法取決於架構：架空地板、高架冷卻和緊密耦合冷卻。

架空地板

架空地板上布滿了孔洞——氣流面板上的孔洞，以及電纜和管道通道上的孔洞。帶有整體或附加葉片的氣流面板可用於控制空氣量並將空氣引導至正確的機櫃，通常比傳統地磚更有效。高流量地磚很有用，但不要使用太多。輸送到ITE的空氣不能多於地板下的空氣。

這些地板按照制造商的空氣靜壓室地板標准輸送空氣。它們會漏氣，而且當人們在上面行走以及管理員移除和更換面板時，漏氣會更多。爲了限制泄漏，每隔幾年請專業人員清潔地板下空間，並在清潔過程中重新找平瓷磚。

每次拆除的瓷磚不得超過兩塊，以免破壞地板的穩定性，並且拆除的瓷磚數量要盡可能少，以保持整個地板的最大氣流。將瓷磚完全按照拆除時的樣子放回原處，以保持密封。

房間周邊和大型設備（如空調和不間斷電源）周圍會發生嚴重泄漏。用閉孔泡沫密封所有邊緣。此外，用防火材料密封管道通道。地板電纜开口也是泄漏點。新舊電纜均可使用墊圈或刷式密封件。不要使用玻璃纖維、礦棉或任何其他可能剝落並進入空氣和設備的產品。

頂部冷卻

許多較新的數據中心，無論是否設有架空地板，都使用架空冷卻。管道系統將空氣從傳統的周邊空調輸送到冷通道，或將空氣從安裝在通道中、機櫃頂部或機櫃正上方的單個冷卻裝置中分配出來。這種方法的工作原理是密度較大的冷空氣下落，取代較暖的空氣並將其向上推。

如果管理人員選擇並提供擴散器以最大限度地提高空氣輸送量，管道系統可以在整個過道內提供相當均勻的溫度。空調風扇還必須能夠抵抗管道靜壓。節能且已成爲相對標准的電子換向風扇可能無法通過長管道供應足夠的空氣。

直接頂置冷卻需要特殊的制冷劑管道，提供顯熱冷卻，沒有溼度控制。它通常用於機櫃的高密度點冷卻。

緊密耦合冷卻

採用這種方法，冷卻裝置將空氣輸送到盡可能靠近ITE進氣口的位置，並將熱廢氣從附近的機櫃中拉回自身，然後才能離开熱通道。通常的形式是行內冷卻器，盡管直接架空裝置也被歸類爲緊密耦合。

控制回風的重要性

計算機房空調(CRAC)根據回風溫度控制送風量和送風溫度。旁通空氣可降低回風溫度，因此CRAC控制器測量到需要的冷卻量較少。ITE入口溫度隨後上升，回風溫度也隨之升高，因此CRAC裝置現在提供更多冷風，直到回風溫度回落並重復此循環。這稱爲短循環，會導致冷卻效果不佳、溼度控制不佳和設備磨損加快。

控制良好的回風的一個好處是其熱力學特性，這讓大多數IT專家感到驚訝。當更熱的空氣返回到线圈時，空調可以提供更多的冷卻。以下是兩個示例，使用同一台空調，冷卻能力提高了65%：

回風溫度爲75華氏度（23.9攝氏度）時，空調的額定制冷量爲20噸（t）或75千瓦（kW）。

回風溫度爲95華氏度（35攝氏度）時，空調的額定制冷量爲33噸或114千瓦。

提高回風溫度需要提高ITE入口溫度，這樣也能節省冷卻能源。

傳統數據中心的運行溫度爲55華氏度（12.8攝氏度）。通過ITE的溫升（稱爲deltaT、DT或ΔT）爲20華氏度（11.1攝氏度）是標准值，這使得排放溫度爲75華氏度（23.9攝氏度）。

將入口溫度升高到75華氏度（23.9攝氏度），出口溫度應升高到95華氏度（35攝氏度）。

ASHRAE建議的ITE入口溫度範圍最高爲80.6華氏度（27攝氏度）。因此，75華氏度（23.9攝氏度）完全符合參數要求。即使過道內的溫度存在差異，機櫃溫度也不會超過最大值。空調現在具有更高的制冷能力，從而節省了能源。

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標題：如何通過控制氣流最大化數據中心冷卻效率？

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