网格桥架安装示意图【机房精确送风系统的智能网格化发展】
时间：2019-04-03 03:24:48 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘 要】经过中央空调集中送风、管道式精确送风、独立腔体精确送风的三代发展之后，精确送风系统的发展走到了一个十字路口。本文通过对精确送风发展脉络的梳理，结合运营商精确送风系统的建制实践经验，对机房精确送风的下一步发展方向——智能网格化发展，进行探索和论证。
【关键词】节能减排；精确送风；按需送风；智能化；网格化
1、概述
节能减排是国务院“十二五”规划中的重要发展战略，也是对各个行业、尤其是高科技行业的期望和要求。在电信业，2011年底工业和信息化部的通信标准化协会牵头起草的《通信电源及机房环境节能技术指南》应运而生，规定了接下来一段时间内，通信电源和机房环境节能的总体要求。
有专家测算，在数据机房的电力消耗中，IT设备、机房制冷和电源设备分别为5：4：1的关系，即服务器、存储、交换机的电力消耗占总能源消耗的50%，而机房制冷电力消耗占40%，UPS等电源设备耗电占10%。还有更为精确的测算指出：在通信机房能耗组成中，通信设备能耗占53%，空调能耗占37% 。
针对机房制冷电力这40%左右的电力消耗，业内诸多运营商与厂商通过精确送风系统的建制实践，取得了诸多节能经验、经济效益，以及丰厚的研究成果：从初期的中央空调集中送风，到管道式精确送风，再到独立腔体精确送风，直至今天采取温度采集器、风量调节阀、热交换、湿幕新风等诸多技术手段，力图在保障IT设备、电源设备稳定运行的前提下，进一步降低制冷能耗，实现节能减排。
此时，精确送风系统的发展走到了一个十字路口：机房在实现了管道式、乃至独立腔体的上送风或下送风之后，精确送风系统的下一步发展向何处去？在已充分贯彻了“先冷设备、再冷环境”、“避免冷热气流短路”、“无局部热岛”的设计原则之后，进一步提升能耗利用率、进一步提升节能效果的设计原则是什么？
本文力图通过对精确送风发展脉络的梳理，结合运营商精确送风系统的建制实践经验，对机房精确送风的下一步发展方向——智能网格化发展，进行探索和论证。
2、精确送风系统的发展沿革
回顾机房空调系统的发展历程，可以分为以下三个主要阶段：
1)中央空调集中送风
在数据机房的建设初期，尚没有明确的精确送风概念。机房制冷同普通办公空间制冷一样，均是采用最基本的中央空调集中送风，送风通道与回风通道与普通办公空间的设置也基本相同，只是在温度设定、送风风量等方面，根据机房功耗大小和温度要求，与普通办公空间执行了不同的设定策略。
因此，这一阶段的机房制冷尚不能称之为精确送风，仍属于粗犷式的集中送风：送回风通道不独立，冷热气流直接短路，常易出现局部热岛，因而制冷效果欠佳，用电量较大。
2)管道式精确送风
面对粗犷式集中送风的种种局限，业界提出了“先冷设备、再冷环境”、“避免冷热气流短路”、“无局部热岛”的设计原则。在这些设计原则的指导下，出现了第一代的精确送风：管道式精确送风。
无论是上送风管道式精确送风，还是下送风管道式精确送风，它都第一次将送风口延伸到机柜前面板，将回风口延伸至机柜后面板，从而实现了“先冷设备、再冷环境”。为实现送回风通道的独立，在管道式精确送风阶段，就提出了机柜面对面、背对背的排布方式，在一定程度上减少了冷热气流的短路。
革新的机柜排布方式，配合管道式精确送风，提升了设备的制冷效果，也在一定程度上降低了制冷设备的能耗。
3)独立腔体精确送风
在管道式精确送风的长期实践过程中，逐渐发现：冷热气流仍不时出现短路，机柜内部仍有部分区域容易出现局部热岛。经过研究发现：这是由于送回风通道仍未完全独立造成的，换句话说，管道式精确送风并未将“先冷设备、再冷环境”、“避免冷热气流短路”的设计原则贯彻到极致。
在这个背景下，越来越多的数据机房将已经延伸至机柜前面板的送风通道，与机柜进行了更紧密的密和：构建送风腔，使送风通道与环境完全隔绝，从而完全实现了送回风通道的独立、避免了冷热气流的短路和局部热岛，真正做到了“先冷设备、再冷环境”。
发展至此，“先冷设备、再冷环境”、“避免冷热气流短路”、“无局部热岛”的设计原则已基本应用到极致，精确送风系统的下一步发展应何去何从？
3、精确送风系统的智能网格化发展
3.1设计原则
就在此时，节能减排被国务院提为“十二五”规划中的重要发展战略，在政府工作报告中反复提及，这为精确送风系统的下一步发展引领了方向，提供了思路。
在当前机房精确送风的实践中，我们时常遇到这样的困惑：
1)在一个投入使用不久的新建机房，因考虑到未来扩容需要，共建制了十排机柜，并为十排机柜都安装了精确送风系统。目前只有五排机柜内有设备，但精确送风系统一旦开启，十排机柜都进行了送风制冷，能耗浪费甚是可惜。是否有办法根据设备的排布，灵活控制送风的区域呢？
2)在另一排布满设备的机柜组内，第一个机柜与第二个机柜相比，因功能不同、硬件配置不同，发热量相差很大。为保障设备安全稳定运行，精确送风系统只能以发热量最大机柜的需求设定温度和风量，其他机柜过多的送风量只能按部就班地回到了回风通道，浪费极大。是否有办法根据机柜不同的发热量，给不同机柜送出不同的风量呢？
3)在同一个机柜内，因前台业务在不同时段繁忙程度不同，机柜内的后台设备在不同时段的能耗也相差很大。同样，为保障设备安全稳定运行，精确送风系统只能以最繁忙时段的需求设定温度和风量，其他时段过多的送风量造成了一定的浪费。是否有办法根据机柜不同的发热量，在不同时段给同一机柜送出不同的风量呢？
以上三点需求，可以概括为：送风区域可变、不同机柜风量大小可变、不同时段风量大小可变。归根结底精炼为第四代精确送风系统的设计原则：“按需送风”，而这样的设计原则正是以节能减排为出发点的。
3.2智能网格化精确送风
