資料中心之氣流熱管理：材料世界網

由於網路使用逐年增加，對網際網路資料中心的需求也跟著上升，對於機房中伺服機數量不斷增加的情況下，散熱和節能的熱管理問題成為主要議題。資料中心空調冷卻主要分為天花板和高架地板出風，本研究以實驗方式，架設天花板供風之機房，觀察熱流場，以擋板、調整機櫃發熱量和機櫃的擺置，進行改善機櫃過熱點和熱空氣回流等問題，並根據實驗數據和模擬進行比較，確認模擬之準確性。

資料中心之熱負載
因傳統的資料中心礙於硬體設備欠佳，導致硬體的尺寸偏大，因此所需要的空間也跟著上升，小規模可能是房間，大規模則包含多層樓的空間，為了使冷卻能力能達到要求，空調機的尺寸規格必須增加，從傳統的資料中心可觀察到空間與成本的浪費。根據 ASHRAE 所提供的統計（圖二），IDC 在 2005年之前通訊密度、計算和儲存伺服器等IT硬體設備迅速增長，硬體設備趨勢逐漸朝向效能提升與體積需縮減，漸漸以小體積為目標，由圖二可看到 2005年後IT硬體設備熱負載逐漸趨緩。

機房之供風方式
2. 高架地板之供風
天花板之供風的方式，如圖四所示，利用風管將冷空氣由天花板至機房內，此系統主要能提供機房人員較舒適的需求，且對於高架地板供風較能維持清潔。天花板必須有足夠高度提供流道，若高度不足時，容易造成紊流，其高度取決於風量與風速。

機房之熱回流
數位學者提到熱回流現象對機櫃造成的影響，由於廣泛的電子硬體都是靠空氣冷卻，在一般傳統的機房時常發生，機櫃所排出的熱氣又被吸收進機櫃的入風口，和冷氣機所提供之冷空氣沒有與機櫃熱交換，而直接回到冷氣機，導致冷卻系統的低效率和機櫃的溫度過高，使昂貴的電子設備故障中斷。因此利用冷熱通道加裝擋板的概念如圖五所示，使排出的熱空氣無法回流至機櫃入風口，將機櫃之溫差降低及提高冷卻系統的效率，改善機櫃最高溫處由 30˚C降至 26.2˚C。

圖五、(a)未加裝擋板；(b)加裝擋板示意圖

機房之配置
Cho等人針對六種不同冷熱通道的配置系統如圖八所示)進行模擬分析，並比較這六種配置系統的各項特性，其中作者指出，使用高架地板的配置系統（Case 5、Case 6）對於整體性能較佳，且此分配方式較可防止熱回流現象，使冷空氣的效率達到最大。無特別加裝導管之系統( Case 1 )最適合用於小型機房，但溫度與氣流分布較不穩定。Case 4 中的分配方式較適合總體，但經由討論進行分析後，發現在冷通道下方的底部之伺服機供量不足，且與高架地板分配系統比較，冷通道周圍溫度較高……以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。

圖十、實驗配置圖