设备逆向安装对机柜气流的影响

来源：机房360 作者：韩艳峰

摘要：“安全人人有责,机房的整体安全需要机房内每个机柜的设备正确配合部署，机房整体温度控制需要每个机柜在温度控制范围内运行，如单个机柜设备错误规划部署造成局部热岛效应，将造成空调温湿度传感器检测系统误判断对整个机柜造成错误的控制逻辑，单个机柜进出风温度也无法得到正确的抑制，设备在高温环境下运行会对设备主板芯片寿命造成严重影响，出现数据处理异常，硬件异常等莫名其妙的一些让人头疼问题“。

　　“安全人人有责,机房的整体安全需要机房内每个机柜的设备正确配合部署，机房整体温度控制需要每个机柜在温度控制范围内运行，如单个机柜设备错误规划部署造成局部热岛效应，将造成空调温湿度传感器检测系统误判断对整个机柜造成错误的控制逻辑，单个机柜进出风温度也无法得到正确的抑制，设备在高温环境下运行会对设备主板芯片寿命造成严重影响，出现数据处理异常，硬件异常等莫名其妙的一些让人头疼问题“。

　　[关键字] 逆向气流 热岛效应 能源效率

　　1、 我们在机房运行中会遇到此类逆气流设备安装方式并不正确的现象，未引起大家关注，没有考虑此类现象对机房安全的潜在风险，此类现象多为厂家为了布线方便而没考虑机房整体气流组织问题造成，但国内部分厂家已意识到此问题，通过服务器主机内部增加气流流向调节功能来解决此问题，以下是我们根据机房设备部署情况作出的CFD气流组织分析结果(机柜级设备正确部署和违规部署)。

　　2、 CFD：即计算流体动力学和相关的计算传热学，原理是用数值方法求解非线性联立的质量、能量、组分、动量和自定义的标量的微分方程组，求解结果能预报流动、传热、传质、过程的细节。

　　3、 我们先对正确部署的整个机房机柜进行温度场分析(正确方式),以下平面布置为单机柜容量为7KW，冷通道封闭1.8米，热通道1.2米，下送上回方式，机柜直接300mm间距，之间使用定制版封闭，(图0)。

　　图1-机房立面图

　　图2-机房后视图

　　图3-机房设备正确部署

　　从图(3)可以看出正确部署机柜(设备冷通道进风，热通道排风)，机房冷通道的温度均匀在22度，热通道在28度，整个机房温度场均匀，无局部热岛。

　　图4-机柜设备正确安装

　　从图(4)机柜级气流冷通道送风地板送风、热交换后热通道排风，气流温度阶梯均匀。

　　图5-机柜设备正确安装排风侧

　　从图(5)看出机柜出风侧温度均匀，顶部最高温度29.8度，无局部热岛隐患

　　图6-设备正确安装时机柜内设备温度场

从图(6)看出机柜设备在正确方式部署下，设备进出风温度在(21/30℃/单机柜5KW)机柜设备整体温度场均匀。

　　4、如果我们对其中机柜的设备进行反向安装，气流逆运行，将会出现如下热岛效应(错误方式)2米温度场截图。

　　图7-机房机房有逆向设备安装时的温度场

　　从图(7)看出机柜如果内部有逆气流(进排风相反)设备安装，会对整个机柜造成局部热岛效应(“烟囱效应”)，此机柜长期在高温中运行存在很大的潜在风险。

　　图8-机柜内有逆向设备安装时造成出风侧局部高温

　　从图(8)看出机柜内个别设备逆气流安装，会对机柜级气流进行扰乱，进排风混合，风压混乱，造成整个机柜顶部严重高温(38度左右)。

　　图9-不合理设备规划造成内部设备高温

从图(9)看出个别隐患设备逆向气流安装后，设备明显出现高温区(平均进出口在40/51℃，因安装错误几台设备进风侧为机柜下侧设备的排风侧，造成热气流又被顶部设备吸回到设备内)，不符合机房运行规范。

5、设备逆向安装在通道封闭机房内还会对温度传感器数据采集造成假象，温度传感器原本采集的是冷通道或者热通道当前真实数据，但如果通道内有逆向设备安装,冷通道会变成逆向安装设备的排风口，热气流和冷气流混合堆积到通道顶部温度达到40度，温度传感器就会采集到混合状态后的数据传回给监控人员，对监控人员故障判断造成困难，如下图(10),如果我们按照机房气流组织正确部署设备，通道温度传感器采集的温度在18度，我们就可以准备的管理冷量气流组织如图(11)。

　　图10-逆向设备安装造成热气流顶部堆积

　　图11-无逆向设备安装，温度传感器采集通道真实数据

　　图12-错误部署和正确部署温度场界面立面图

6、结合以上数据分析，为了避免机房客户设备存在的巨大潜在风险，我们建议客户根据机房气流组织来进行正确的设备规划部署安装，不仅可以消除设备长期运行的安全隐患，也更能保证数据中心整体安全运行，以上如有出入请斧正，谢谢!

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