用電風扇輔助機房降溫的實例探討

我們到一所大學的計算機中心量測電風扇輔助降溫的效果，這所大學的機房曾經因為無法有效制冷而導致超級電腦不穩定，他們最後採取雙管齊下的作法，一方面在機櫃上加裝氣流輔助設備，同時又放了兩臺電風扇。我們藉由量測溫度與風量的變化，來了解這樣的做法對於機櫃降溫到底有多大的成效。

Before：機房制冷力不足，機櫃後方熱氣反被前方機櫃吸收，造成局部熱點，機櫃上方溫度大增

由於機櫃上方無法吸收足夠的冷空氣， IT設備就會吸入機櫃後方的熱氣，讓紙片因氣流而呈現彎曲的狀態，氣流流動方向是由機櫃後方，經由天花板，流向機櫃正面上方。

經過測試，由於沒有電風扇與氣流輔助設備的幫助，讓機櫃後方的熱氣迴風至機櫃前方，風速達到每分鐘322.8英呎。

After：開啟氣流輔助設備與電風扇，將熱氣導引至機房其它區域，降低機櫃溫度

該校在這四座機櫃上方安裝氣流輔助設備，強化機櫃後方的熱氣向外排出。氣流輔助設備能改善了機櫃上方的散熱問題。

為了做到妥善的散熱，在機櫃後方另外擺設兩支電風扇，將機櫃中下方的熱氣引導至機房內無機櫃的地方，避免熱源集中在特定位置。

這四座機櫃從高架地板延伸至機櫃的管線，必須在高架地板挖開一個空間，讓管線能送到機櫃中，但管線與高架地板間卻沒有確實封閉，導致高架地板下的冷空氣外洩。

Before：機房制冷力不足，機櫃後方熱氣反被前方機櫃吸收，造成局部熱點，機櫃上方溫度大增

機櫃正面的溫度與風速分布

機櫃背面的溫度與風速分布

After：開啟氣流輔助設備與電風扇，將熱氣導引至機房其它區域，降低機櫃溫度

機櫃正面的溫度與風速分布

機櫃背面的溫度與風速分布

機房配置一覽

這座超級電腦共有4個機櫃，168U的空間中共容納102臺HP ProLiant DL140 G3 1U伺服器、3臺HP ProLiant DL380 G5 2U伺服器、5臺HP Procurve 2848乙太網路等級交換器、5臺HP Procurve 2650交換器與1座Infiniband高速網路系統。

由於這座超級電腦密度相當的高，傳統的下吹式空調無法滿足這座超級電腦的散熱需求，為了解決散熱問題，該機關在每座機櫃上方安裝一臺氣流輔助設備，將機櫃後方的熱氣快速排出機櫃外，但是，仍無法滿足機櫃的散熱需求，於是，該校還在機櫃後方放置兩臺電風扇，將熱氣引導至其他區域中。

如何測試

此次實驗室使用泰儀電子的風量計（型號AVM-05），這是一支專業級的溫度與溼度風量器，共有單點法、2/3最大值法與平均測量法，以2/3最大值法為例，可以測得平均出風量，用來測試蜂巢板的平均出風量。

透過這支風量計，依照機櫃的高度，分別在機櫃的5U高度、25U高度、38U高度與機櫃上方，分別測試機櫃正面與背面的風速與溫度。

開啟風扇後的溫度變化

從實驗發現，下吹式空調系統，機櫃正面上方會是最熱的地方，透過風扇與氣流輔助設備後，可以快速降低機櫃正面上方的溫度。

發現1 機櫃正面溫度平均下降1.6度

發現2 機櫃背面溫度平均下降2.6度

發現3 機櫃正面風速減慢40.0ft/min

發現4 機櫃背面風速減慢324.2ft/min

發現5 機櫃上方正面溫度下降3.3度

發現6 機櫃中間正面溫度下降1.6度

發現7 機櫃下方正面溫度提升1.2度

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