許多公司依靠數(shù)據(jù)中心存儲來確保其信息在現(xiàn)場位置、外部建筑物或兩者的組合中的安全。由于這些建筑物內(nèi)裝有大量運行設(shè)備，因此溫度調(diào)節(jié)至關(guān)重要。在 IT 負載產(chǎn)生的熱量、外部環(huán)境和天氣模式之間，許多因素都會影響設(shè)備的效率。

什么是數(shù)據(jù)中心溫度傳感器？

溫度傳感器可以輕松監(jiān)控您設(shè)施中的環(huán)境并對任何變化做出適當響應(yīng)。通過適當?shù)姆胖茫灰锌赡苡绊懺O(shè)備效率的顯著增加或減少，您就會收到通知。本指南將帶您了解溫度和濕度監(jiān)控的重要性、數(shù)據(jù)中心溫度傳感器的最佳放置位置以及如何確保您擁有可靠的冷卻系統(tǒng)。

為什么溫度監(jiān)測對數(shù)據(jù)中心很重要？

在運行可靠的數(shù)據(jù)中心時，環(huán)境控制是維護和監(jiān)控的重要組成部分。你們的中心包含大量有價值的技術(shù)和設(shè)備，所有這些都對外部因素很敏感。它們依賴于一個受控的環(huán)境以全效率運行。

應(yīng)對天氣和氣候

由于數(shù)據(jù)中心是物理設(shè)施，因此它們會受到多種環(huán)境因素的影響。天氣對您的中心運行狀況影響最大的因素之一是天氣。中心的位置可以決定您最需要注意哪些元素。

例如，如果中心位于炎熱地區(qū)，或者在溫度頻繁波動的地區(qū)調(diào)整控制系統(tǒng)，您需要更多地關(guān)注保持中心冷卻。但就天氣而言，熱量并不是唯一的問題。您還需要考慮風暴的普遍性、暴雨期、濕度和任何自然災(zāi)害的可能性。無論一般氣候如何，注意力都是維護數(shù)據(jù)中心內(nèi)部環(huán)境的關(guān)鍵。

溫度和濕度水平會對您的設(shè)備產(chǎn)生嚴重影響，這就是為什么讓它們保持平衡并完全在單位閾值內(nèi)至關(guān)重要的原因。就溫度而言，計算機具有它們最有效運行的最小值和最大值。如果中心變得太熱或您無法正確控制氣流，則可能導(dǎo)致停電和效率低下。

雖然大多數(shù)中心操作員都了解溫度調(diào)節(jié)的重要性，但有些人可能會忽略控制空氣中水分含量的必要性。潮濕的數(shù)據(jù)中心會導(dǎo)致您的設(shè)備（硬盤驅(qū)動器、主板和插座）中形成冷凝水。如果確實發(fā)生冷凝，它可能會損壞您的計算機并可能導(dǎo)致代價高昂的停機。

平衡機架密度

除了天氣和一般氣候等外部因素外，機架的密度也起著重要作用。高密度和低密度機架都可能導(dǎo)致設(shè)備效率和安全性問題。

為了未來的潛在增長，一些中心經(jīng)理可能會選擇讓貨架區(qū)域保持開放。然而，低密度機架意味著氣流間隙。這些空間可能會導(dǎo)致冷氣，從而污染通過熱機架的空氣，并可能導(dǎo)致效率低下。它還需要更高水平的監(jiān)控和更多能量來保持空氣調(diào)節(jié)——這意味著更高的費用。

根據(jù) Uptime Institute 2018 年的調(diào)查，越來越多的數(shù)據(jù)中心以高機架密度運行。在受訪者中，19% 的人報告其最高服務(wù)器密度為 每機架超過 30 千瓦 (kW)，其中 5% 的服務(wù)器密度超過 50 千瓦。雖然正確配置的高密度機架可以在您的數(shù)據(jù)中心內(nèi)產(chǎn)生更自我調(diào)節(jié)的氣流，但它們也會產(chǎn)生更多的熱量。反過來，您將不得不更加關(guān)注冷卻管理。

高密度區(qū)域的最佳選擇是為每排或每機架提供冷卻解決方案，而不是依賴環(huán)境溫度調(diào)節(jié)器。

停電預(yù)防和環(huán)境監(jiān)測

氣候控制和溫度傳感器可幫助您監(jiān)控和調(diào)整數(shù)據(jù)中心內(nèi)的條件。它們使觀察整個數(shù)據(jù)中心和單個機架的溫度和濕度變化變得相對簡單。

通過跟蹤模式并持續(xù)監(jiān)控班次，您可以修改內(nèi)部條件以支持最佳效率并防止停機。但在您可以放置??傳感器或在您的設(shè)備上保持準確的標簽之前，您必須了解您中心的當前氣流和閾值。

在溫度方面，某些單元可能與其他單元具有不同的容差，并且布局會影響閾值水平和氣流模式。了解中心的一般溫度限制以及每臺計算機或機架的個性化需求至關(guān)重要，這樣您才能提供有效的冷卻解決方案。

首先，必須滿足所有要求合規(guī)的國家和地方法規(guī)，例如美國國家消防協(xié)會 (NFPA) 的法規(guī)，尤其是與滅火和冷卻相關(guān)的 NFPA 75 和 76。數(shù)據(jù)中心管理人員還可以遵循最佳環(huán)境控制的設(shè)計、性能和綠色標準，以及國際基礎(chǔ)設(shè)施標準和認證，例如美國國家標準協(xié)會 (ANSI) 的標準。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò) (WSN) 還可以幫助您改造您的中心，以創(chuàng)建更節(jié)能的冷卻環(huán)境。早在 2001 年開發(fā) 的能效改造包括安裝由通用無線保真網(wǎng)絡(luò)連接的單個傳感器的網(wǎng)狀系統(tǒng)。WSN 主動測量數(shù)據(jù)中心內(nèi)的溫度，讓您的操作員能夠更深入地了解環(huán)境條件和趨勢。

機架內(nèi)與室內(nèi)放置

了解您的布局以及它如何影響氣流和平均溫度對于安裝最佳解決方案至關(guān)重要。為了對數(shù)據(jù)中心的內(nèi)部溫度進行最佳控制，您需要將傳感器放置在能夠提供最準確和全面讀數(shù)的區(qū)域。

根據(jù)您的機架密度、房間大小和偏好，有兩種主要的傳感器放置選項：

機架內(nèi)傳感器

第一種選擇是將傳感器放置在機架內(nèi)。空氣溫度可能因機架而異，甚至在同一組的不同區(qū)域中也可能不同。通過將它們靠近設(shè)備，您可以獲得一般、入口和出口溫度的準確讀數(shù)。

如果要測量最高溫度，可以將傳感器放置在機架頂部。熱量自然會上升到房間的頂部，理論上，靠近地板的單元的讀數(shù)總是較低。

但是，這并不意味著您應(yīng)該忽略其他領(lǐng)域。使用服務(wù)器機架溫度傳感器，您可以將它們放置在頂部、底部和中心，以獲得更準確的讀數(shù)和氣流映射。頂部的傳感器應(yīng)用作最壞情況讀數(shù)，而放置在中心周圍的傳感器將獲得更接近房間平均值的讀數(shù)。

當您使用機架內(nèi)傳感器時，了解空氣在機架中的流動方式也很重要。該模式應(yīng)確定任何冷卻解決方案的最佳設(shè)置。

有許多可能的計算機熱探頭放置位置，使您能夠獲得特定目標區(qū)域的讀數(shù)。您可以獲取進氣和排氣的準確讀數(shù)，或?qū)⑺鼈儜?yīng)用于單元的內(nèi)部處理器以監(jiān)測獨立部件的溫度，例如 CPU 和 GPU。

但是，將傳感器放置在遠離直接進出計算機的氣流的地方至關(guān)重要。這些區(qū)域在條件方面經(jīng)歷了最顯著的波動。接近會影響讀數(shù)，提供不準確的溫度和濕度數(shù)據(jù)，并可能引發(fā)不必要的警報。

為了獲得最徹底的保護和風險緩解，最好放置多個機架溫度傳感器，重點放在位于末端和中心的傳感器。每個探測器應(yīng)根據(jù)其位置和周圍區(qū)域的溫度變化具有不同的閾值設(shè)置。通過正確安裝，您將能夠繪制整個房間的狀況圖，確保對任何潛在風險進行全面監(jiān)控和通知。

室內(nèi)傳感器

雖然機架內(nèi)傳感器非常適合提供小區(qū)域的讀數(shù)，但室內(nèi)傳感器非常適合監(jiān)測環(huán)境溫度。它們可能不會為您提供從機架到機架的特定溫度映射，但它們將幫助您跟蹤整體狀況并提供有關(guān)整個環(huán)境的信息。

與機架內(nèi)的種類一樣，將傳感器放置在遠離直接氣流的地方很重要，因為它會對讀數(shù)產(chǎn)生負面影響并導(dǎo)致誤報。但是，找到最佳溫度傳感器位置可能更具挑戰(zhàn)性。有多種因素會影響環(huán)境讀數(shù)。

根據(jù)您中心的地理位置和內(nèi)部建筑布局，您可能還必須避開傳感器會暴露在陽光直射的區(qū)域，并將其放置在遠離任何經(jīng)常使用的門的地方。

如果您的中心確實有窗戶、門或任何其他可能導(dǎo)致溫度或濕度讀數(shù)波動的元素，您可能需要進行一些試驗和錯誤。要找出最佳位置，您可以在設(shè)定的時間段內(nèi)將傳感器移動到不同的位置。提供最可靠讀數(shù)的定位是您中心的最佳選擇。

同樣重要的是要記住每個數(shù)據(jù)中心都是不同的。從地理位置到內(nèi)部布局，一個中心的條件各不相同。有些可能需要更密切的監(jiān)控，而另一些可能自然會有更好的溫度控制。根據(jù)影響您中心環(huán)境的許多因素，您可能會發(fā)現(xiàn)一種類型的傳感器放置比另一種效果更好，或者您需要將兩者結(jié)合起來。

溫度和濕度閾值

比擁有良好放置的傳感器更重要的是了解如何正確設(shè)置警報。為此，您必須首先了解您中心的溫度和濕度閾值。

由于數(shù)據(jù)中心包含大量電子設(shè)備，所有這些設(shè)備都對溫度和濕度敏感，因此必須觀察并保持在推薦的閾值內(nèi)。如果級別超過限制，則可能導(dǎo)致效率低下和停機，甚至是永久性硬件損壞。通過注意閾值并維護環(huán)境，您可以確保更多的正常運行時間和效率。

美國采暖、制冷和空調(diào)工程師協(xié)會 (ASHRAE) 是確定溫度閾值的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者之一。正如 2016 年指南中所述，ASHRAE 建議將數(shù)據(jù)中心溫度保持 在 64 度以上和 81 華氏度以下 ——范圍僅為 17 度。閾值的任何變化都在 ASHRAE 對能源標準 90.4 的 2019 年更新范圍內(nèi)。

但是，閾值可能因計算機品牌和年齡而異。通常，舊顯示器的工作余量較小。一些現(xiàn)代品牌甚至允許更高的限制，例如戴爾。一些戴爾服務(wù)器在更高的溫度下運行得更好，它們最高效的設(shè)備在大約 80 華氏度下運行。檢查您的硬件并根據(jù)行業(yè)標準和適合您的特定中心的組合來制定您的閾值至關(guān)重要。

為了在您的數(shù)據(jù)中心獲得最佳結(jié)果，您應(yīng)該設(shè)置多個傳感器以在多個溫度升高級別時提醒您。例如，您可以對它們進行編程，以在不同階段警告您溫度升高，并在溫度接近最大閾值時發(fā)出最終嚴重警報。準備多個通知級別將使您能夠及早發(fā)現(xiàn)過熱的跡象，監(jiān)控溫度上升的速度，以及如果它自行冷卻下來，最高氣溫會在哪里達到。

就濕度而言，您需要保持適當?shù)乃制胶狻ｋm然過多的水分會導(dǎo)致問題，但也不夠。低濕度會導(dǎo)致靜電放電，從而嚴重損壞服務(wù)器的關(guān)鍵組件。空氣中過多的水會導(dǎo)致冷凝形成，從而損壞或腐蝕您的硬件并導(dǎo)致設(shè)備故障。

但是，通過一致的監(jiān)測和控制，您可以延長設(shè)備的使用壽命并增加正常運行時間。ASHRAE 建議最低濕度為 20%，最高為 80%，最佳位置為 50%。目標是盡可能接近 50%。它將確保最佳性能并降低損壞或停機的風險。

就像溫度一樣，您應(yīng)該創(chuàng)建早期和緊急警報，以確保您能夠及時響應(yīng)。對于預(yù)警，最好將警報設(shè)置為在 40% 和 60% 左右觸發(fā)濕度，而關(guān)鍵通知應(yīng)在 30% 和 70% 左右觸發(fā)。

熱風再循環(huán)

冷卻數(shù)據(jù)中心的基本過程涉及控制氣流。數(shù)據(jù)中心充滿了冷暖空氣。理想情況下，設(shè)備從您的冷卻系統(tǒng)中吸入冷空氣，冷空氣穿過 IT 負載并進行熱傳遞以冷卻設(shè)備，然后作為熱空氣從另一側(cè)排出。然而，僅靠架子放置不能為最佳再循環(huán)提供適當?shù)臈l件。

雖然定位機架以形成熱通道和冷通道可能有助于更好的一般氣流，但它也可能導(dǎo)致熱空氣再循環(huán)問題。如果您只依賴機架和設(shè)備的布局，則無法保證熱空氣會到達冷卻裝置并通過 IT 負載再循環(huán)。如果沒有直接影響該電路的系統(tǒng)，您最終可能會在整個數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)熱點。

為了有效地冷卻您的設(shè)備，您的空氣處理裝置必須鼓勵空氣完成整個循環(huán)。首先，它必須幫助熱空氣上升。然后，它必須能夠?qū)⒗鋮s的空氣推回一個區(qū)域，在該區(qū)域中它將通過 IT 負載循環(huán)回來。為獲得最佳效果，您可以使用密閉室將熱空氣從回風口直接輸送到冷卻裝置 。

密閉室可以幫助您直接調(diào)節(jié)熱空氣再循環(huán)。這些單元位于每個機架的頂部，并通過小型風扇響應(yīng)氣壓和流量的變化。這些風扇根據(jù)是否有足夠的空氣循環(huán)來增加或減少它們的 RPM。例如，如果他們感覺到通過 IT 負載的冷卻空氣不足，他們會增加 RPM 以滿足設(shè)備的需求并提供適當?shù)呐艢鈮毫Α?/p>

您可以將這些密閉室應(yīng)用于冷空氣或熱空氣，形成冷通道密閉系統(tǒng) (CACS) 或熱通道密閉系統(tǒng) (HACS)。防止兩者混合很重要，因為熱空氣會提高冷空氣的溫度，從而導(dǎo)致冷卻系統(tǒng)效率降低。如果您將熱通道和冷通道布局與封閉系統(tǒng)結(jié)合使用，您可以將風扇能耗降低 大約 20% 到 25%。

架空空氣輸送

有效冷卻的主要方法之一涉及頂部空氣輸送。有多種品種，但主要的兩種來自活動地板設(shè)置和架上天花板管道。架空分配有助于將冷卻空氣移動到設(shè)備的進氣口，使其流經(jīng) IT 負載并冷卻內(nèi)部硬件。安裝可靠的 HVAC 系統(tǒng)是保持穩(wěn)定環(huán)境溫度的絕佳方式。

隨著單位排氣口的熱空氣上升，它將進入增壓室或 HVAC 系統(tǒng)。這些通常位于結(jié)構(gòu)天花板和特殊構(gòu)造的下拉天花板之間，或位于帶瓷磚的活動地板下方。冷卻系統(tǒng)將吸入熱空氣，對其進行冷卻，然后將其分散回您的設(shè)備中，從而完成再循環(huán)循環(huán)。

將空氣輸送系統(tǒng)放置在機架上方還可以讓冷卻的空氣流過設(shè)備進氣口。由于冷空氣自然下沉，與使用地板內(nèi)輸送系統(tǒng)相比，您在移動它時花費的能量更少，您的冷卻裝置會將空氣從地板向上推。

然而，架空系統(tǒng)也傾向于與上升的熱空氣競爭，這有時會使它們無效或效率低下。高架地板系統(tǒng)將 HVAC 定位在實心（通常是混凝土）地板和高架瓷磚和網(wǎng)格地板之間，可根據(jù)您的空間進行定制。這些布局有利于電纜管理、升級和設(shè)計更改的靈活性、建筑地面接入和整體冷卻效率。它們還允許您創(chuàng)建冷熱通道布置，從機架下方輸送冷空氣。

高效數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)的好處

保持環(huán)境溫度和保持適當?shù)臍饬鲗τ跀?shù)據(jù)中心的效率至關(guān)重要。但這并不是為您的中心安裝最佳傳感器配置和冷卻系統(tǒng)的唯一好處。它還可以幫助您：

保持最佳環(huán)境

數(shù)據(jù)中心對它們包含的計算機和設(shè)備提出了很多要求。硬件不斷運行、存儲和處理大量信息。為其提供最佳環(huán)境將鼓勵設(shè)備平穩(wěn)高效地運行。

遵循行業(yè)最佳實踐

在數(shù)據(jù)中心行業(yè)，許多最佳實踐都圍繞冷卻技術(shù)和能源消耗展開。由于設(shè)備周圍的環(huán)境會影響效率，因此您的冷卻裝置可以通過提高效率并提供空氣來冷卻設(shè)備的內(nèi)部溫度，從而有助于降低能源使用。

增加正常運行時間

濕度和溫度都會導(dǎo)致停機和硬件損壞。通過持續(xù)監(jiān)控和調(diào)整您的氣流和冷卻系統(tǒng)，您可以最大限度地減少因過熱或冷凝而導(dǎo)致停機、數(shù)據(jù)丟失或必要維修的可能性。

可擴展性

數(shù)據(jù)中心經(jīng)理知道規(guī)劃潛在的未來增長非常重要。但是更多的設(shè)備意味著更多的熱空氣生產(chǎn)和對溫度調(diào)節(jié)的需求增加。高效的冷卻系統(tǒng)可讓您輕松擴展，為更多公司提供可靠的數(shù)據(jù)存儲解決方案，同時保持最適合您的硬件的設(shè)施環(huán)境。

減少能源使用和成本

冷卻數(shù)據(jù)中心通常是一項昂貴的投資，但也是必要的。通過持續(xù)監(jiān)控環(huán)境條件并設(shè)置可靠、高效的冷卻系統(tǒng)，您可以顯著降低冷卻費用。