数据中心冷热通道隔离封闭式机房的设计及其实践

数据中心冷热通道专题数据中心冷热通道专题一、引言1.1 背景介绍1.2 目的和范围二、数据中心冷热通道概述2.1 数据中心的冷却需求2.2 冷热通道的基本原理2.3 冷热通道的优势和挑战三、冷热通道设计原则3.1 空气流动和分层3.2 密封性和隔绝3.3 散热设备和设施3.4 温度和湿度控制3.5 安全和可靠性考虑四、冷热通道布局设计4.1 冷热通道的整体布局4.2 冷走廊和热走廊的位置安排4.3 空调设备和风扇的布置4.4 走廊通道的尺寸和安全要求五、冷热通道的运行与维护5.1 温度和湿度监测5.2 空调设备的运行和维护5.3 清洁和过滤器更换5.4 空气流动优化5.5 健全的记录和报告六、冷热通道的节能与效率6.1 节能原则和方法6.2 环境友好技术和解决方案6.3 能源回收和再利用七、冷热通道故障和应急处理7.1 常见故障类型和原因分析7.2 应急处理步骤和措施7.3 故障排除和纠正措施八、附件附件一：冷热通道设计示意图附件二：冷热通道运行记录表附件三：冷热通道设备清单九、法律名词及注释- 数据中心：指用于存储、管理和处理大量数据的设施，通常包括服务器、网络设备和存储设备等。

- 冷热通道：通过合理的布局和设备设置，将冷气和热气分开，达到优化数据中心温度和湿度控制的方法。

- 散热设备：数据中心中用于散热的设备，比如风扇、换热器等。

- 温度和湿度控制：数据中心中对环境温度和湿度进行监控和调控，以维护设备的正常工作状态。

- 安全和可靠性考虑：在冷热通道设计中要考虑数据中心设备的安全性和可靠性，比如防火、防护和备份等。

- 空调设备：数据中心中用于调节温度和湿度的设备，通常包括空调机组和风机等。

智能化工程数据中心机房冷热通道优化设计方案数据中心机房在使用过程中受各种因素制约限制，造成机房气流组织不合理、不通畅，由于IT设备是靠机房空调送入的低温风与其散热充分交换，带走热量，降低机架内温度，气流组织起到热交换媒介纽带作用，当热交换的纽带不顺畅、不合理时，现状只能是机房空调设备容量配置远远大于实际需求量，以满足机房需要。

造成空调设备投资增大、运行费用增高，机房PUE值增大。

因此如何规划好数据中心机房气流组织，有着非常重要的意义，它是对机房内现有的不合理的气流组织，进行归纳分类、根据不同类型，进行合理改造。

将冷热空气有效的隔离，让冷空气顺利的送入通信设备内部，进行热交换，将交换产生的热空气送回至空调机组，避免不必要的冷热交换，提高空调系统效率。

减少机房运行费用。

一、数据中心机房中的几种气流组织形式我们根据多年的规划气流组织经验，将数据中心气流组织分为以下四种形式即：机房气流组织形式、静压仓气流组织形式、机架气流组织形式、IT 设备气流组织形式。

下面分别介绍这几种气流组织形式：1) 机房气流组织形式在机房的气流组织中精密空调的送风方式起着决定性的作用。

精密空调的送、回风方式不同，其整个机房的气流组织形式是截然不同的。

下面是这两种送风方式的气流组织示意图：2) 静压仓气流组织形式数据中心的静压仓是为了保证有足够的送风压力而设计出的一个压力容器，它是精密空调送出的冷风所经过的第一道气流路径，它的压力以及精密空调的送风速度都是不可忽略的。

对于下送风，地板下为静压箱，所需要的是静压，只有保持静压箱中有足够的静压且静压的分布趋于相对均匀，才能保证每个机架的气流量。

下图是它的气流组织示意图：3) 机架气流组织形式机架是数据中心为IT设备提供可靠的物理运行微环境场所，机架气流组织形式显得非常关键，它是精密空调送出的冷风给IT设备所经历的最后一道气流路径，其气流组织示意图如下：4) IT设备气流组织形式设备内的气流组织虽然不是数据中心设计人员所考虑的问题，本应交给设备制造商解决。

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX项目冷通道气流遏制密封系统目录1.概述 (3)1.1项目简介 (3)2.配置冷通道密封系统的必要性 ....................................................... 错误!未定义书签。

2.1传统的气流控制方法................................................................................. 错误!未定义书签。

2.2增强的解决方案——冷通道密封 (5)2.3冷通道密封系统的应用实例 (6)2.4小结 (7)3.冷通道密封系统设计方案 ............................................................... 错误!未定义书签。

3.1设计概述 .................................................................................................... 错误!未定义书签。

3.2设计安装示意图......................................................................................... 错误!未定义书签。

4.冷通道密封系统的安装实施 ........................................................... 错误!未定义书签。

4.1概述 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。

214数据库技术Database Technology电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering1 机房密闭冷通道系统背景1.1 什么是数据中心机房密闭冷通道系统密闭冷通道系统主要应用于数据中心机房，是一项应用于降低运行设备温度的技术，它能将机柜、设备与机房环境热气完全隔离，并将冷空气限制在机柜中，有效避免冷热空气混合、改善冷空气利用率、提高机房制冷效率和制冷效果。

1.2 气象数据中心密闭冷通道系统建设背景气象数据中心机房普遍面临设备发热密度高，电力能耗大、机柜甚至机房空间不足等问题。

一直以来、为了满足气象数据中心机房不断上升的散热要求，机房空调配备也持续地增加和更换，然而机房内部仍然存在局部热岛问题，气流组织紊乱，冷热气上下窜流，精密空调冷气得不到有效利用，数据中心能耗居高不下。

针对下送风机房，气流走向为下送上回方式，送风方式为单台或多台空调采用地板下送风再通过地板风口送至机柜列间，因冷区为敞开形式，所以冷空气并不是全部经过设备，机柜上的设备得不到需求的冷量进行设备降温，整体的能耗PUE 值偏高，并且容易出现高温或局部过热现象，所以为降低能耗减少热点发生，需要将冷通道与热通道进行隔离。

合理地使用密闭冷通道方案，可大大提升数据中心机房的散热能力，全面降低能耗，更能充分有效地使用机柜和机房空间。

1.3 机房冷热通道节能封闭系统实现方式1.3.1 密闭冷通道系统原理如图1所示，冷通道封闭系统是基于冷热空气分离有序流动的原理，冷空气由高架地板下吹出，进入密闭的冷池通道，机柜前端的设备吸入冷气，通过给设备降温后，形成热空气由机柜后端排出至热通道（送风走向：空调吹出冷风→静电地板→机柜前门（冷通道）→经过机柜→机柜后门（热通道）→机房顶部热风通道）。

热通道的气体迅速返回到空调回风口。

热回风与冷量完全隔离。

因此提高内部的冷气利用率，带走更多设备产生热量，降低设备温度。

68 T ELECO MMUNICA TIONS T ECHNOLOGY / 2019·Z1IDC机房封闭冷通道应用周常春湖南省康普通信技术有限责任公司引言随着互联网公司如雨后春笋般地涌现，传统企业“互联网+”改造及企业本身信息化管理需求逐渐增加，政府、企业上网工程的快速发展，对带宽的要求和对网络系统的管理成为核心因素。

在这种情况下，互联网数据中心（I D C）有大量的建设需求。

I T设备的高精密度化发展，使企业数据中心机房普遍面临设备发热密度高、电力能耗大、机房及机柜的空间不足等问题。

为了满足数据中心机房不断上升的散热需求，机房内部存在局部热岛问题，冷空气与热空气直接混合，冷量浪费大。

服务器设备的功耗不断提高，对机柜的散热能力提出更高要求，因此合理地使用冷通道方案，可大大提升数据中心的散热能力，充分有效地使用机柜和机房空间。

IDC机房冷通道广泛应用在各种数字通信机房、基站、广播电视、宽带网络、计算机网络综合布线、智能化小区、政府部门重大工程、企业楼宇自动化、银行、证券、保险、海关、税务、信息产业的数据中心及科研单位、大专院校的网络控制系统等。

IDC机房封闭冷通道技术背景2.1 IDC机房使用封闭冷通道原因分析传统数据中心能耗居高不下，冷热气流组织紊乱，这种情况造成空调冷气不能得到有效利用，造成极大的能源浪费。

如果机房为下送风方式，气流走向为下送上回方式，送风方式为单台或多台空调地板下送风再通过地板风口送至列间冷区，因冷区为敞开形式，冷空气并不是全部经过通信设备，不能有效地利用空调送出的冷量和风量，与通信设备的发热量进行充分交换，因此产生无效的制冷功率，容易出现局部高温现象。

可见传统机房在整体制冷设计上存在很大不足，如短循环导致冷却不足，送风距离过长导致远端机柜进气不足，回风距离过长导致冷热通道气流混合降低空调效率等。

为了改善传统机房制冷设计的问题，解决方法之一就是将精密空调送风系统与高温环境空气系统进行隔绝，保证精密空调送风系统的温度足够低，以使其与高温环境空气混合后可以达到正常的服务器送风温度。

内蒙古模块化封闭冷通道方案内蒙古模块化封闭冷通道方案一、方案背景•内蒙古地区气候条件特殊，夏季高温且风大，需要高效降温措施。

•传统的数据中心冷却方式效果欠佳，能耗较高，亟需改进方案。

•模块化封闭冷通道方案是解决内蒙古地区数据中心冷却问题的理想方案。

二、方案概述•模块化封闭冷通道方案是通过构建密封且可控的冷风流通路径，实现数据中心高效降温，减少能源消耗。

•该方案采用模块化设计，可根据数据中心规模灵活扩展或缩小。

•方案在保证安全可靠的基础上，能够有效降低数据中心的运维成本。

三、方案优势1.降低能耗：通过封闭冷通道，将冷风流通控制在数据中心的热负荷区域，减少能源浪费。

2.提高散热效率：冷风流经服务器热源区后，温度升高，降低了散热设备的负荷。

3.灵活可扩展：方案采用模块化设计，可以根据实际需求方便地进行扩展或缩小。

4.提升安全性：封闭冷通道减少了数据中心内外温度温差，减少了灰尘、湿气等入侵。

5.减少运维成本：方案增加了数据中心设备的寿命，减少了维护与更换的频率，降低了运维成本。

四、方案实施步骤1.数据中心勘测与规划：了解数据中心规模、布局并制定方案实施计划。

2.冷通道设置：在数据中心内设置封闭冷通道，确保冷风流通路径尽可能紧密与服务器热源相连。

3.高效散热系统：配置高效的散热设备，将热风排出数据中心。

4.方案调试与验证：对安装好的封闭冷通道系统进行调试与验证，确保冷却效果达到预期。

5.系统管理与维护：定期监测和维护封闭冷通道系统，保证其正常运行。

五、方案预期成果•预计能够降低能耗至少20%。

•预计散热效率提高15%以上。

•预计运维成本降低10%。

六、结论•内蒙古模块化封闭冷通道方案是解决该地区数据中心冷却问题的理想方案。

•该方案的优势在于降低能耗、提高散热效率、灵活可扩展、提升安全性和减少运维成本等方面。

•方案实施的步骤包括数据中心勘测与规划、冷通道设置、高效散热系统、方案调试与验证以及系统管理与维护。

冷通道机房工程方案一、引言随着信息技术的快速发展，大型数据中心越来越受到关注。

数据中心的建设和运营对于维护信息技术系统的稳定性和安全性至关重要。

冷通道机房作为数据中心的重要部分，其工程方案的设计和实施直接影响整个数据中心的性能和运行成本。

本文将讨论冷通道机房工程方案的设计原则、技术要点和实施流程，以期为数据中心建设者提供参考和借鉴。

二、冷通道机房的设计原则1. 环保节能在冷通道机房的设计和实施中，环保节能是首要考虑的因素。

数据中心的运行需要大量的电力支持，并且机房内部需要保持稳定的温度和湿度。

因此，为了减少能源的消耗和排放，应该在冷通道机房的设计中充分考虑采用节能设备和技术，如高效的制冷设备、智能温控系统、光伏发电等。

2. 安全可靠冷通道机房的安全性和可靠性是数据中心的核心要求之一。

在设计工程方案时，应该充分考虑机房的防火、防水、防雷等安全设备和措施，以确保数据中心的设备和数据的安全。

同时，还需要考虑机房的抗震、抗风等自然灾害的防护设计。

3. 灵活可扩展随着信息技术的发展和业务的变化，数据中心的需求也在不断变化。

因此，在冷通道机房的设计中，需要考虑机房的灵活性和可扩展性，以满足未来的扩容需求。

此外，还需要考虑机房内部的布局和结构的合理性，以便进行后期的改造和优化。

4. 效率优化数据中心的运行效率对于企业的成本和业务连续性至关重要。

为了确保机房的高效运行，冷通道机房的工程方案应该充分考虑机房的空间利用率、设备的布局和通风散热设计等因素，以最大限度地提高机房的效率。

三、冷通道机房的技术要点1. 制冷系统冷通道机房的制冷系统是保证机房内部温度和湿度稳定的关键设备。

在工程方案中，应该充分考虑制冷系统的选型、布局、监控和维护等技术要点，以确保机房的制冷效果达到预期目标。

2. 空调系统空调系统是冷通道机房的另一个重要设备，其性能和运行状态直接影响机房的温度和湿度控制效果。

在工程方案中，需要考虑空调系统的规划布局、通风设计、过滤器的选用等技术要点，以确保机房的空调效果达到预期要求。

冷通道封闭(微模块机房）解决方案冷热通道解决方案是响应“机房节能减排，推进绿色新机房”应运而生，主要用于类似IDC数据中心机房散热量极大的机房使用，起到精确送冷风的效果。

由两个机柜矩阵组成。

传统机房冷气得不到有效控制，冷气乱窜，导致机房布分环境很冷、机柜内部很热。

冷通道机柜将输送到机柜内部的冷气以最节约有效的方式全部输送给散热设备，机柜内的热量沿制定方向输送出机柜。

用于访问管理和侧面气流遏制的通道封闭门。

门应具有良好的密闭性，活动性，并可以观察到通道内的实时情况。

用于顶部气流遏制的顶窗。

顶窗应具有良好的阻燃，隔热，透光性，并满足易于安装，易于维护的特点。

安全管理功能。

冷通道具有温度，湿度，烟雾感应检测系统，以及相应的声光报警，短信息报警，以及门磁控制功能。

一、整体效果二、整体效果系统的基本原理和功能冷通道封闭可以有效地使地板下送出的冷风全部用于设备散热，大幅减少风量和冷量的损耗，而最终大幅提高制冷的效率。

从整个机房的气流组织来看，有效地避免了传统机房中冷热空气混合，冷空气短路，以及远端机柜由于压降问题机柜顶端设备无足够冷量用于散热，而最终产生的局部热点问题。

三、方案特点及优势1.高密模块化一体化集成机柜系统、供配电系统、制冷系统、监控系统、消防系统和综合布线系统，高集成设计，提供完整的解决方案，为企业提供一站式数据中心解决方案；精准送风技术的采用，使机柜支持IT设备的无缝摆放，42U机柜可实际支持42U的IT设备，在空间利用率上是传统机房机柜的3倍（传统机房由于送风不均匀以及风量难以保证的问题，42U机柜一般只使用了15U左右）；单柜最大支持铭牌功率15kw，满足客户不同业务需要；配电的高密度以及机柜空间的高利用率，使模块化数据中心具有占地面积小的优势。

2.低成本和低能耗采用行间级空调可直接安装在楼宇水泥地面上，无需架空地板，减少外配套工程；冷通道封闭，从而减少了气流压力损失和冷空气的泄漏损失，提高了冷量的利用效率；3.高可靠性和安全性门禁系统避免无关人员进入；“智能机柜”设计，实时监测“机柜温度场”，避免局部热点的出现；内部集成了消防系统，无需进行消防申报，且安全可靠；配电采用双回路供电，实现冗余设计；强电与弱电分别从不同出口进出线，减少电磁干扰；4.快速灵活部署模块化设计，可以按需建设，分步实施，并且可以根据需求，按照不同负荷和不同应用独立设计、独立运行，有效降低了机房的复杂性，降低了建设和运营成本。

如何用PUE指标衡量机房能耗效率2008-07-10 11:00出处：IT168作者：雪原【我要评论】[导读]为了节能，你首先得知道你的数据中心能效水平是怎样的，所以必须开始实时测量和监视数据中心的用电。

为了节能，你首先得知道你的数据中心能效水平是怎样的，所以必须开始实时测量和监视数据中心的用电。

当前，测量数据中心的能耗指标有两种方法：Power Usage Effectiveness(电源使用效率，PUE)和Data Center Infrastructure Efficiency(数据中心基础架构效率，DCIE)。

这两种方法都考虑了数据中心里供电、散热系统和IT设备所各自消耗的能量，得到了The Green Grid(绿色网格)组织的支持。

这个组织是去年为了专门开发数据中心能效及生产力测量体系而组建的。

The Green Grid 定义了这两种测量方法的具体计算方式：1. PUE = 数据中心总设备能耗/IT设备能耗，PUE是一个比率，基准是2，越接近1表明能效水平越好。

2. DCiE = IT设备能耗/数据中心总设备能耗x 100，DCiE是一个百分比值，数值越大越好。

根据The Green Grid，测量数据中心中IT设备电耗的最有效的方法是测量机房PDU( power distribution units)的输出电量，这个方法应该代表了数据中心里向服务器机柜输送的总电力。

目前，PUE已经成为国际上比较通行的数据中心电力使用效率衡量指标。

据统计，国外先进的机房PUE值可以达到1.7，而我们国家的PUE平均值则在2.5以上，这意味着IT设备每耗一度电，就有多达1.5度的电被机房设施消耗掉了。

特别是中小规模的机房PUE值更高，测量数值普遍在3左右，这说明有大量的电实际都被电源、制冷、散热这些设备给消耗了，而用于IT设备中的电能很少。

据统计，目前国内机房中140平米以下的占50%，400平米以下的占75%左右。

数据中心冷热通道隔离封闭式机房的设计与实践摘要：冷热通道隔离封闭是机房节能减排的措施之一。

机柜布置可以适当改变排列方式以及采取适当的措施形成冷热通道的隔离,改变环境气流组织和减低冷通道的温度梯度,改良机柜内的有效制冷效果,从而达到节能的目的。

1整体规划设计原则1.1 关键设备对机房的发展要求对高校的网络信息中心(数据中心)而言,需要有众多的服务器供教学教务等的业务部门使用,而且今后的发展规模也是一个不确定的因素。

信息中心的主要服务设备有存贮系统、主机系统、高性能机架式服务器和刀片式服务器等。

发展方向是提高机器的空间密集度达到节约机房空间和相对的能耗减少;特别是一个机柜中配制刀片服务器时,电力的需求大大增加,一个"满配"的刀片服务器,其所需要的电力大约为5~10kW,一个机柜部署多台刀片服务器时,电力不足的矛盾非常突出,散热问题也突显出来。

因此运行虚拟服务器系统也是今后解决这个问题的方法之一。

通过高性能服务器和虚拟服务器系统的使用,可大大减少实体服务器的数量,在满足业务使用要求的前提下,达到了节能减排的目的,并使机房配套设备的投资也大大减少。

1.2 节能减排越来越强处理能力的服务器,越来越大容量的数据存储设备和网络设备,需要消耗更多的电能。

而集成度越来越高的设备,发热量越加集中,导致机房温度控制是个很大的问题。

只有对降低机房能耗的新技术与新方法进行研究,力求通过合理选用服务器机架、合理进行散热规划、优化机房设计、布局、使用等方面,提高机房散热效率,降低数据中心机房的整体能耗,才能达到节能减排的目标。

1.3 UPS电源由数据中心的特点可知,虽然数据中心是整体建设的,但数据中心的设备的增加是逐步的,因此供电能力也应该是阶段式提高才行。

为此,我们在规划设计中,让UPS机房相对独立,并留有UPS设备的扩展空间。

数据中心机房的机柜一次性到位,数据中心机房的电源分配列头柜与UPS电源房的电源输出配电柜之间的电缆的容量按全部机柜“满载”容量的供电量配置设计,UPS设备的供电能力则不满配。

数据中心机房冷热通道封闭的应用作者：汪海威周爱武杨杰来源：《电脑知识与技术》2015年第35期摘要：数据中心机房的特点就是使用高密度的机柜，因此解决高密度机柜的散热是数据中心机房的重要功能，采用冷通道封闭或热通道封闭的方案是解决中高热密度机柜散热的有效方案，该文在分析了冷热通道封闭的各种应用方式后，根据实践经验，给出了数据中心机房冷热通道封闭的两个典型案例。

关键词：数据中心机房；冷通道封闭；热通道封闭；行间空调中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）35-0140-03Abstract： The feature of data center computer room is the use of high density cabinet. Therefore， it is an important function to solve the heat releasing problem of the high density cabinet. Enclosed cold aisle or heat aisle is effective method to solve the problem. This article analysis the applications of enclosed cold aisle or heat aisle， then expounds two typical cases of the enclosed cold（hot） aisle.Key words： Data Center Room； Enclosed cold aisle； Enclosed hot aisle； Inter-column Air Conditioning1 概述由于互联网、云计算、大数据技术和应用的迅速发展，我们从IT时代进入到DT时代，在这个发展过程中，数据中心和数据中心机房的建设越来越普及，在数据中心机房的建设中需要使用高密度的机柜，高密度的机柜具有较大的功耗，使得机柜成为中高热密度的机柜，数据中心机房的精密空调系统的应用就是要解决中高热密度机柜的散热问题。

适用文档数据中心计房冷通道系统技术方案书2021年7月10日目录1.1 外观与构造 (3)1.2 气流密闭通道活动门说明 (6)1.3 气流密闭通道顶部天窗说明 (7)1.4 气流密闭通道支撑架设计 (8)1.5 通道内照明系统设计 (9)1.6 环境信息采集单元说明 (9)1.7 环境管理主机说明 (9)1.8 冷通道供电单元 (10)1.9 冷通道密闭系统成效图 (11)1.1 外观与构造1〕冷通道上部顶盖采纳平顶构造，设计比机柜顶部高450mm，顶盖总宽为1305mm，模块式栅格标准设计，交换性强，安装简易。

8( 此图只作功能参照 , 不作为产品标准款式 .)冷通道图例说明：○1 冷通道活动门〔采纳平开门或推拉门〕、○2活动天窗、○3冷通道龙骨、○4通道门组件、○5 机柜、○6 600x600mm全钢抗静电活动地板、○7冷气送风位、⑧中央智能控制单元2〕活动天窗开启后冷通道的净高大于 2 米或以上，不影响平时保护工作3〕冷通道为单元模块式设计，每个单元均能独立安装，并能与相邻的单元连结，交换性强，全能灵巧组装。

框架与机柜水平支架水平连结，除了起到加固通道自己，还具备方便扩展的功能。

单条冷通道设计图4〕列头与列尾间分别设置一对活动门，密闭成效好，截止冷空气流有效地在进入设施。

通道门打开状态通道门封闭状态5〕冷通道的活动门设计为常闭状态，安装自动闭门装置。

门均制有缓冲密闭装置，供给较好防备。

双向安装推拉把手，开关门拥有优秀的手感，门与机架的配合严实，空隙少于 3mm。

推拉把手自动闭门装置6〕门眉正中设置紧迫声光预警装置，通道内安装位监控摄像设。

声光预警装置7〕冷通冷通道预置端口与机房消防整体联动，能依据消防信号〔开关量信号〕自动打开活动天窗并知足通道内的消防需求。

8〕冷通道所有单元组件所有采纳独具优秀耐磨性、耐蚀性，精美加工，整体冲压成型，高靠谱接触，单元开启寿命试验应许多于5000 次以上，安全耐用无松动现象，保证气流输出密封性。