去年，台達將位於台北總部的瑞光與陽光兩座機房整合改建。為了因應新的IT應用與需求，新建的陽光機房除了落實資源集中與系統整合，同時也以高密度模組化設計，達到高擴充性需求。新機房佔地約230平方米，分為冷通道封閉區A／?B及熱通道封閉區C／?D，共有63座機櫃，計畫在5年內達到240?280kW的IT設備容量。另有獨立房間儲放兩套UPS及多組電池櫃。
為符合Green Grid聯盟所定義機房效率的黃金級標準，台達的新機房除了設計冷、熱通道分離，並且採用InfraSuite RowCool機櫃式空調，平均送風至機櫃，就近消除機櫃IT設備產生的熱源之外，同時也採用風側以及水側自然冷卻法（Free Cooling）予以輔助。
圖1是台達新建陽光機房自然冷卻風牆實景圖。當大氣溫度低於25℃時，風側自然冷卻便會自動啟動，將外部冷空氣引進資訊機房的冷通道內，而熱空氣則會排出室外。而在此同時，RowCool機組、泵浦、冷卻水塔及冰水機組便會自動關機，以收節能成效。
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| ▲ 圖1 台達新建陽光機房自然冷卻風牆。 |
台達關鍵基礎架構事業部業務經理林士基指出，以台達目前的技術能量，已經能夠充份協助企業以風側自然冷卻來降低能耗，並且能依企業需求與環境給予最恰當的設計。「新建陽光機房便是一個實證，透過自然冷卻方法的輔助，現今全年PUE值可至1.43以下。」
五大設計考量
在台達實際展示的新機房中，自然冷卻風牆有六個風機提供進風，設計高度則與機櫃等高。林士基表示，風側自然冷卻可分為進氣側與排氣側，兩邊各有其需要應用的主要元件，但因應企業環境不同，設計也會依實際情況而異，因而現階段台達並沒有推出標準產品，此風牆是依陽光機房的環境而打造。
他認為，風側自然冷卻導入的重要關鍵，並不在於有沒有將設備標準化，而是導入Air-Side Free Cooling前，如何考量進排風口的位置、規模大小、風量規劃、設備組成以及控制模式，讓企業確實享受到風側自然冷卻能帶來的節能效益。
進排風口的位置
林士基以進排風口位置的設計舉例，一旦進排風口設計不良，好不容易引進的外氣，立刻就會從排氣側被抽走，可想而知，致冷效果會立即大打折扣。因此，最好的作法就是盡可能不要將進排風口安排在同一側，倘若環境不許可，真的必須安排在同一側時，就必須事先經過模擬計算合宜的距離，以避免受到影響。
規模大小與風量
他繼續說明，風側自然冷卻的規模大小就與IT設備的負載量有關。而風量的規劃又牽涉到風管的風口大小，彼此之間的牽動關係可由下列公式得知：
「在設計的過程中，風速通常會被限制，原因在於太快的風速不僅耗能，同時對風管也容易造成負壓，導致風管變形。另外，現今不少企業的資訊機房都是在大樓的某一樓層中選擇一塊區域來建置資訊機房，機房內的輕鋼架天花板也很容易因為太高的風速而掀起。」林士基說。
設備組成與控制
一如前文提到，風側自然冷卻可分為進氣側與排氣側。其元件組成也是一門大學問。萬一遇到下雨天或空氣品質不佳時，如何讓引進的風達到標準，並且不讓雨水從牆孔、窗戶滲入。如果真的遇上火災，能不能立即中斷引風，以避免加速火勢蔓延，這些都成為設計過程中必須留意與考量的項目。
「針對這些需求，在產品設計時便需要加以考慮。」林士基解釋，一般來說，進氣側的組成元件包括百葉、風門（Damper）、濾網以及風機與防護裝置。為了防止雨水潑進資料中心，因此，設備的最外層會以防雨水的進氣百葉來防範，第二層則設置消防風門，其目的就是預防火警發生時，風門可以直接關閉，以阻斷外氣進入。林士基指出，當火警發生時，第一要務是確保資訊機房的氣密性，否則滅火氣體藥劑噴灑後就洩漏，無法達到滅火目的，反而造成更大的損失。
第三層則是濾網。最後才是風機與防護裝置。這些元件最終組成一套進氣側的設備，並且透過控制器控制整體運作，例如風機的風速、濾網承受的壓力（判定是否過髒）以及風門的開關。
另外，當外氣溫度很低時，濕度往往會偏高，這時只要將回風的熱氣導回到進氣側設備內，透過旁通的通道引回風進行混風之後，就可以運用。這是因為當溫度變高後，相對濕度就變低的緣故，如此一來，透過風的循環就能減少冷卻空調運轉。因而，在整體設計中，還必須有一個旁通的設計，以便導熱回風至進氣側。
全速或混搭 端看環境限制
專家達人對於自然冷卻的效益，多半採取正面的看法，紛紛認為，引進天然資源確實能夠降低能耗，改善資訊機房的PUE值表現。林士基評估，採用風側自然冷卻法輔助，通常PUE值可達1.4以下。不過，這項數值會依照風側自然冷卻法的運行時間而有所變動調整，倘若僅僅只有員工上班日，周一至周五的白天使用，省能的成效當然也極為有限。
此外，環境因素也是一個影響環節。「如果空氣品質真的不佳，一般也不會建議啟動風側自然冷卻。」他提到，ASHRAE TC 9.9於2008年後調整了溫、濕度條件，並且建議使用自然冷卻法，空氣的潔淨度需到達的等級。業者在設計時，也會依照這些條件來規劃，例如溫度介於18℃?27℃，相對濕度60% RH及露點溫度在15℃以下，同時空氣潔淨度等級建議為ISO Class 8。
「空氣的潔淨度界定了空氣微塵粒子顆粒大小。當過多或過大的微塵粒子進入IT設備的晶片或DRAM時，很容易影響散熱效果，如果積厚變成導體，也容易導致斷電或故障。」林士基表示，空氣的潔淨度通常會要求ISO Class 8，一般會採用MERV 8的濾網，轉換成比較容易理解的數據就是30%?35%的過濾效果。
另外，由於在設計的過程中，風速通常會被限制，最終也可能因為整體環境空間的考量，而無法一次引進足額的冷風，這時就會採取混合的作法，假設風側自然冷卻僅能克服IT設備60%的發熱量，那麼剩下的40%就會透過冷卻空調系統來製冷。