留意魔鬼細節　推動機房節能與空調散熱

廣知工程科技總經理吳滄榮。

具有資訊機房國際認證設計師(ATD)資格的廣知工程科技總經理吳滄榮，隨著近年Uptime Institute Tier認證意識抬頭，輔以人們開始明白空調設計實務之重要，足以宰制機房節能成效至鉅，因而屢屢獲邀成為機房節能論壇講師，其對於相關議題的發展，亦有鞭辟入裡的見解。

吳滄榮指出，根據統計，綜觀平均資料中心電力使用分配狀況，伺服器佔46%為大、約當PUE 2.2左右水準，至於冷氣空調系統則佔31%比重，其中HVAC供冷佔23%、HVAC風機佔8%，合計為機房內僅次於伺服器的耗能大戶，因此如何改善空調效率，絕對整體機房節能議題中至為重要的一環。

因此他認為，欲啟動機房節能改善工程，務須從資訊機房流場管理開始做起。要善盡流場管理，首先必須執行CFD模擬氣流優化，藉由冷熱通道分離以避免出現短循環、混風等不利場景，在此過程中，設置盲板可謂重要的環節，只因每台設備與機櫃的進風口、排風口的位置，乃是獲得高熱效率的關鍵因素，而空氣是機房內熱與濕的主要攜帶者，所以企業一定要竭盡所能優化冷送風與熱回氣的氣流路徑，盲板不失為一道立竿見影的機制。

妥善隔離冷熱通道  有效消弭混風亂象

此外則需斟酌機房氣流分佈方式，常見狀態不外是落地直吹式、高架地板送風(可再分為「無冷熱通道」、「有冷熱通道」)，以及冷熱通道實體隔離等不同選項；其中最容易產生嚴重混風狀況、且具有較多熱點的不利選項，無疑正是落地直吹氣流設計方式，次差者即是高架地板送風－無冷熱通道方式，最顯而易見的改善之道。便是實施冷通道或熱通道的實體隔離，旨在消弭機房最可怕的能耗來源—「混風」。

除冷熱通道分離外，亦可考慮搭配選用特定空調機種。其一是背板式空調機，有助於減少傳統冷卻裝置或空調器的數量(容量)，另一則是頂部輔助空調機，可精確控制伺服器進風溫度，不過在有功率損失干擾、或其他非正常冷卻工況之際，此種運行方法則需再做分析評估。

另外，吳滄榮也建議企業於高架地板上電纜用切口處，安裝護孔圈，此乃由於，當採用地板送風系統時，對架空地板的漏風量與密閉性要求自然較高，而當電纜用切口被密閉的護孔圈(或密封墊)堵住時，冷卻效率才有明顯改善；當然，企業若能仔細密封架空地板與周圍牆壁上的其他孔洞，易有助於保持良好的冷卻效果。

水側或風側自然冷氣  提供大量機房節能契機

論及綠色機房的節能概念，主要包括了採用高效率產品；減少電力轉換次數；模組化設計、提高設備使用率；氣流管理、提高空調系統效率；調整溫度設定、降低冰水系統能源消耗；選用高顯熱室內機；導入變頻系統(包括冰機系統、冷卻水塔、送水馬達等)；採用自然冷卻(包括水及空氣節能器)；動態量測PUE、了解效率並持續改善。

針對水側或風側節能器，吳滄榮進一步說明，節能器年使用百分比，會依地區性氣候狀況而產生莫大差異，比方說，依環境空氣的濕度狀況，某些氣候區較適用於水側節能器，而某些氣候區則更適用於風側節能器，並無絕對定論；但無論如何，若機房能以較高的送風溫度運轉，則採用水側或風側節能器的百分比即會顯著增加。

此外值得留意的一環，便是變頻磁浮離心機，吳滄榮預期此類機種的應用將愈趨普遍。該機種係採磁懸浮軸承設計，無軸承齒輪機械摩擦疑慮，故能提高壓縮機效率，另具有無磨擦噪音、易使壽命有效延長等特色。

更重要的，永磁變頻馬達啟動電流僅2A明顯較低，而主機在部分負載運轉時，效率可高達NPLV 0.33？0.37Kw/Ton(COP 11.5？9.5)，運轉負載低於50%的話，效率可達0.251Kw/Ton(COP 14)，均為優異表現。

至於高效率UPS，亦可謂綠色機能設備應用情境中，不可或缺的重點。舉例來說，市面上若干高效率機種，係搭載RB-IGBT晶片，可實現96.5%之最高效率，但吳滄榮認為不應陷於此數據迷思，而需要特別留意另一數值，意即25%低負載時亦擁有95？96%高效率，才是攸關機房節能成效的關鍵所在。

總括而論，打造綠色節能機房，理應遵循的實務概要，含括環境標準、外氣冷房循環、HVAC控制與能源管理、資料中心設備效率、機械設備與系統、氣流分佈、液體冷卻，及業主總費用(TCO)等八大面向，各個面向之項下，皆有相對應的準則。

以下茲就若干重要面向詳加論述。關於環境標準，重點包括了採用ASHRAE的溫度與濕度範圍(避免設計得過於嚴苛)，有助於獲得較大的設備效率與自然冷卻效果，此外還有力求減少雙重能源耗損，並應選用低壓損元件。至於影響機房節能成效甚鉅的HVAC控制與能源管理，其重點則有開發高效部分負載控制，採用有效的變速控制及可變容量控制，此外為了不間斷製冷、並穩定製冷系統，宜考慮設置冰水槽。

而在資料中心設備效率方面，重點有採用高能效設備、以換置舊設備，安裝可調整功率因素的高效電源，並在輸入電壓額定範圍內，以可獲得的最高輸入電壓為基準，選擇合宜的電氣設備。另外有關液體冷卻，則應有效選擇最適用的冷卻流體，並加大供回水溫差、減小泵送功率，此外亦需設法優化熱交換器設計。