數據中心高密度機柜的散熱風扇布局必須兼顧“冷熱通道隔離、氣流路徑最短、無回流”三大原則,核心是把“冷量送到熱點、把熱量立即排走”。下面按“機柜級→通道級→機房級”三個維度給出可直接落地的風扇/風機布置方案。
一、機柜級:風扇“前吸后排”,形成Front-to-Back穩(wěn)定風路
1. 前進風:僅在自然進風量不足(機柜前門密封或進風口過小)時,在機柜前門底部內側補裝1~2 只 120 mm 或 140 mm 的軸流風扇,轉速 PWM 控制,負壓吸冷通道的冷風。
2. 后排風:
- 在機柜后門頂部(熱空氣易聚集處)安裝 2~4 只高靜壓離心風機(靜壓 200–500 Pa,風量按 1.2–1.5 倍熱負載計算),向上抽風;
- 若機柜深度大(≥1.2 m),可在后門中上部再加一排橫裝排風扇,形成“雙級接力”,確保機柜后部至熱通道無熱點。
3. 導流:在服務器 1U/2U 間隔空隙插入 ABS 導風板,把服務器排出的熱風直接導向后門排風扇,避免橫向竄流。
4. 冗余:風扇采用 N+1 并聯(lián),支持熱插拔;單風扇故障時仍保持 80 % 以上風量。
二、通道級:冷熱通道封閉 + 機架級空調/風機墻
1. 冷通道封閉:高密度區(qū)(>8 kW/機柜)必須做冷通道封閉(頂板+兩端玻璃門),防止冷量擴散。
2. 熱通道封閉:在熱通道頂部布置“回風風機墻”或“機架級空調”,風機墻用 EC 離心風機陣列(每 6–8 機柜配 1 組),把熱通道 45–50 ℃ 的熱風直接抽回精密空調,回風路徑最短,消除回流。
3. 地板下送風:如機房采用 600 mm 高架地板,可在冷通道地板開孔率 25 % 的送風地板,每 300 mm 一片,與機柜前進風口對齊,實現(xiàn)“下送上回”。
三、機房級:氣流組織與監(jiān)控
1. 機柜排布:所有機柜“同向排列”,前門對冷通道,后門對熱通道,嚴禁“面對面、背對背”混排。
2. 大功率設備下沉:>2 kW 的服務器放在機柜下部,<1 kW 網絡設備放頂部,降低上部熱堆積。
3. DCIM 聯(lián)動:在機柜進風面、排風面及熱通道頂部布置溫度/差壓傳感器,DCIM 系統(tǒng)根據實時 ΔT 自動調整風機轉速和空調送風量,實現(xiàn)風扇-空調協(xié)同,PUE 可降低 5–10 %。
四、選型與安裝細節(jié)
- 風扇類型:機柜內推薦 38 mm 厚、雙滾珠軸承的 120/140 mm 高靜壓風扇;熱通道風機墻采用 250 mm 高靜壓 EC 離心風機(如 EBM R3G310)。
- 風速控制:進風面風速 1.5–2 m/s,排風面 2.5–3 m/s,保證機柜前后壓差 30–50 Pa,防止熱回流。
- 噪聲:選用智能 PWM/EC 風機,低負載自動降速,機柜 1 m 處噪聲 <60 dB(A)。
- 維護:風扇模塊化,可在機柜后方 600 mm 維護通道內 30 秒熱插拔更換。
通過以上“機柜—通道—機房”三級風扇/風機精準布局,可將高密度機柜(10–20 kW)熱點溫度控制在 35 ℃ 以內,服務器故障率降低 30–40 %,同時風扇能耗占 IT 負載 <5 %,實現(xiàn)高效、可靠、低噪的散熱目標。