从表面看，与传统的机架/塔式服务器相比，刀片服务器能够最大限度地节约服务器的使用空间和费用，实现机柜优化的飞跃。但同时也造成了单个机架或机架局部单位面积发热量急剧上升，并导致机房局部“发热”的高热密度现象的产生。虽然很多刀片服务器在设计中采用了低功耗的处理器，但依旧是机房中最大的热源之一。这使得4kW，6kW，8kW，10kW，甚至是12kW热量的机柜相继出现。因此，数据中心面临着因刀片服务器带来的局部过热而烧毁服务器及小型计算机挡机的威胁，进而可能给投资者和用户造成经济及无形资产的损失。

对此，过去把静电地板下作为送风静压箱选用下送风方式冷却设备的做法已经是行不通了。在此背景下，各种以解决高热量、高密度、热负荷的空调方案应运而生。

一、冷热通道隔离送风方式

目前，较为普遍的做法是将机柜按热通道和冷通道的方法布局，将冷热通道完全隔离开来，空调选用下送风方式，所有空调产生的冷量均由冷通道进入机房并被机柜吸入，对服务器进行冷却后由服务器排风扇将热量排入热通道，最后被吸入空调机，这样组成一个完整的冷热对流循环。

在实际运用中，选用冷热通道隔离的送风方式冷却高热密度机柜的方法要注意以下几个问题。

(一)空调配置时不能光考虑机

房热量和冷量的匹配问题认为冷量和热量匹配机房就一定能达到理想的温度和湿度的观念是错误的。而只有送到每个冷通道的冷量大于这排机柜所发出的热量(至少要等于这个热量)，才能将这排机柜产生的热量平衡掉。

(二)选用下送风方式必须保

证从静电地板下出风口送出的风速如果风速过低，会导致机柜下半部分获得较多的冷量，而上半部分冷量较少，导致冷却效果较差，机柜的热量没有被充分地平衡掉，进而可能导致机柜温度升高而烧毁服务器的故障。理想的做法，是空调送出的冷量能层层进入服务器机柜，即可以通过风管定点送风(如图2所示)。

南京佳力图空调机电有限公司(以下简称“佳力图公司”)曾用此方法为用户改造机房，具体做法是：首先计算出机房的总热量和总冷量，然后在每排机柜上方架设风管，并在每个机柜后面安装一个风道，冷风直接进入机柜对服务器进行冷却，从而充分地发挥了空调的作用。

二、全新水平送风方式解决方案

(一)下送风和上送风方式的弊端

过去的机房专用空调往往采用下送风或上送风两种方式，但随着大功率服务器的出现，上述两种送风方式已无法解决高热量机柜的散热问题，其弊端包括以下几个方面。

1.为保证空调送出的冷量与设备发出的热量有效对流，完成冷热交换，使电子设备工作在规定环境温度和湿度内，需要空调配置较大功率的风机，以保证空调的大风量和高风压，但这是非常不节能的。

2.在大多数下送风机房中，空调送出的冷量往往是自下而上传递的，而2.2米高的服务器机柜内有多层服务器。虽然我们希望水平放置的服务器每层都能获得有效的冷却，以保证服务器安全稳定工作，但事实上由于空调送风和服务器内排风扇组成的气流是垂直关系，在没有强制密闭送风通道保证的前提下，很难保证空调送出的冷量能够有效地进入服务器机柜。而要保证空调送出的冷量能达到2.2米机柜的上方，就要求空调送出的风速要达到5m/s左右，这样快的风速在传递中需要较大的风压，而与之垂直放置的服务器内的风扇由于风速和风压都较小，因此吸入服务器内的冷量非常有限，对2kW热量的机柜往往能满足要求，但对4kW以上热量的机柜，吸入的冷量就远远不能满足冷热对流交换的要求，从而导致机柜局部过热。如果空调送风速度低于2.5m/s，那么空调送出的冷量根本无法使机柜1.5米以上的服务器得到很好的冷却而出现局部过热现象。

3.不论是下送风方式还是上送风方式，都很难使得空调送出的气流在机房内根据机柜的发热量不同而合理分布，这就是高热量机柜出现后机房局部过热的原因。

(二)水平送风方式解决方案

为了消除原送风方式存在的弊端，有效解决高热量机柜散热的问题，一种全新的送风方式和解决高热量机柜散热问题的方法——水平送风方式诞生了，这种送风方式很好地解决了上述难题。

从图2中能看到制冷机组是紧密贴紧服务器机柜安装的，而制冷机组送出的冷量是由多个小风扇水平送出的。由于与服务器机柜紧密安装在一起，水平送出的风和服务器后部安装的排风扇形成一个有效的气流循环，空调的冷量由风扇送出后被服务器吸入，冷量进入服务器后对服务器进行有效的冷却，冷热交换后的气流被排出服务器，最后被空调机吸入，如此往复循环。只要是空调的制冷量大于服务器的散热量，则必然能使服务器的工作温度达到所要求的环境温度。

这种解决高热量机柜温度的方法刚刚在国内兴起，还没普遍运用，因此大多数用户还没有认识到它的优越性。实际上这种方案还是一个比较节能的方案，比传统送风方式节能25%左右。

三、佳力图定点送风制冷系统

高密度服务器的诞生使得机柜热量越来越大，而传统的气流组织方式都是通过冷却环境来冷却IT设备的，整个数据中心类似于一个冷库，很多没有IT设备，不需要冷却的空间也被冷却了，等于额外付出了冷量和资金，这样的气流组织方式是不科学也不经济的。而且由于热负荷分布不均匀，还会出现局部过冷或过热现象，影响主设备的正常工作。其实，如果要达到理想的数据中心制冷效果，不仅仅只是降低温度那么简单，还涉及送风方式、冷热空气通道控制、机架结构设计，甚至包括数据中心整体管理软件的综合管理能力都会对数据中心的散热产生影响。

采用专业机房精密制冷方式的初期投入成本相比传统空调制冷的要略高，但采用精确制冷提高制冷效率所带来的能耗降低和费用节省是长期的，相对于初期基础设施的投入，不易实时得出直观的对比数据。

刀片服务器拥有更高的密度，也要求每个机柜提供比相同尺寸的传统机柜更多的电力，所以虽然单个刀片服务器拥有的能效比更高，但整体的耗电量却更大，随之产生的热量也与密度的增长呈正比。尤其是当大量的刀片服务器运行时，机房每平方米面积都会产生更高的热量，这也就要求数据中心提供足够的制冷能力。

因此，在机房“寸土寸金”的今天，针对刀片服务器的高热密度问题，佳力图公司不仅在传统机房空调单位面积制冷量的提高上努力实践(目前达到制冷量60kW/㎡)，并且开发出了基于定点降温理念的佳力图“DSA”系列产品。

如上所述，现有传统机房热负荷解决理念是将机房当作大型冷柜处理，先将环境温度冷却，再带走主设备散发出的热量。

而随着机房通信设备集成度的日益提高，单个机架的功率越来越高，有些机房出现了局部过热的现象。针对以上问题，佳力图公司根据“先冷设备、后冷环境”的理念，提出了定点制冷系统的解决办法，能满足单个机柜功率在5～30kW的机柜散热问题。

(一)佳力图定点制冷系统的组成

佳力图定点制冷系统主要分为制冷主机和制冷末端模块两个部分(如图4所示)。制冷主机包括风冷机组、水冷/乙二醇机组以及冷冻水机组等形式，按建筑物结构来确定主机制冷方式。制冷末端模块有吊顶、立式和机架上方安装3种形式。定点制冷系统由一个直接制冷循环和一个间接制冷循环组成。

1.直接制冷循环。被主机冷却的氟利昂液体回到贮液器，由屏蔽泵输送到各制冷末端模块(内有微通道换热盘管)，氟利昂液体在微通道盘管内蒸发吸收机柜排出的热量后，蒸发又回到制冷主机冷却，如此不断循环，从而达到连续制冷的目的。

2.间接制冷循环。间接制冷循环内的制冷剂或冷冻水，通过制冷主机内的板式换热器吸收来自制冷末端的氟利昂气体的热量，然后通过冷凝器、冷却塔等排出室外。

(二)节能比较

1.传统的机房专用空调用离心风机将冷风送到机房的各个角落，定点制冷靠泵和轴流风机来输送冷量。据测算，后者比前者风机节能60%。

2.定点制冷系统是100%的显冷量输出，完全避免了潜冷量输出而产生的能量损耗，从而节能13%以上。

(三)佳力图定点制冷系统的主要特点

1.制冷主机特点：机组体积小，可置于机房外，节省机房空间，布置灵活；机组可四级能调，方便扩容，部分负荷效率高；可选择自由冷却功能。

2.制冷末端模块特点：安装方式灵活，有吊顶、立式和机架上方安装3种形式供选择；采用环保冷媒作载冷剂，杜绝水进机房的隐患，制冷末端单元通过主机控制器进行控制，保证其换热器表面温度高于露点温度，能够避免换热器及冷媒管路表面结露产生冷凝水，确保主设备安全；显热比100%，无冷凝水，避免了潜冷量输出而产生的能量损耗；采用微通道换热盘管，高效节能；贴近机柜送风，节省送风能量。