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数据中心液冷系统介绍

来源:机房360 作者:mopper整理 更新时间:2010/9/15 15:42:58

摘要:液冷系统(LCP)的制冷原理是,把冷水送达到LCP(液体冷却柜)。先用LCP柜内风机将热风从服务器后部抽到液体冷却柜中,用LCP内部水管制冷热风,然后将冷风吹到服务器前部,而热水再回流到室外的循环制冷设备,通过这一过程不停循环达到制冷效果。

   液冷系统(LCP)的制冷原理是,把冷水送达到LCP(液体冷却柜)。先用LCP柜内风机将热风从服务器后部抽到液体冷却柜中,用LCP内部水管制冷热风,然后将冷风吹到服务器前部,而热水再回流到室外的循环制冷设备,通过这一过程不停循环达到制冷效果。




(1)数据通信设备冷却系统(DatacomEquipmentCoolingSystem—DECS):此系统并不延伸到IT机架之外。这是一个机架内的回路,用于将来自产热部件(中央处理器、存储器、电源等)的热量传给IT机架内的液冷换热器。有些配置也许无此回路,让来日冷液分配装置(CoolantDistributionUnit一CDU)的流体百接流向负荷。此回路也许以单相或两相换热形式进行工作,用热管、热虹吸管、泵送流体与/或蒸气压缩循环促进换热。数据通信设备中采用的典型液体有:水、乙二醇或丙烯二醇与水的化合物、制冷剂或非导电介质。数据通信设备冷却系统至少应有集热换热器、排热换热器,另外,也会有一些能进一步强化功能的活动部件,如压缩机/水泵、控制阀、电子控制器等。

(2)工艺冷却系统(TechnologyCoolingSystem—TCS):该系统一般不延伸到IT房间之外,除非在系统配置时将CDU置于数据中心外。它作为一个专用回路,是要将数据中心内设备冷却系统的热量传递给冷水系统。此系统尤其受到惟荐,因为它需要处理数据通信设备冷却系统内换热器要求的流体的特殊质量问题——温度、纯度与压力等。用于工艺冷却回路的典型流体有水、乙二醇或丙烯二醇与水的化合物、制冷剂或非导电介质。此回路也以单相或两相换热形式进行工作,用热管、热虹吸管、泵送流体与/或蒸气压缩循环促进换热。工艺冷却系统至少应有集热换热器(多半是数据通信设备冷却系统的集成件)、排热换热器与连接管路。该系统也会有一些能进一步强化功能的活动部件,如压缩机/水泵、控制阀、电子控制器、过滤器和水力循环附件等。

(3)冷水系统(Chilled-WaterSytem—CWS):此系统是典型的设施级系统,也可能含一个用于IT房间的专用系统。它主要由数据中心冷水机组与CDU之间的系统组成。冷水系统包括了冷水机组站房、水泵、水力循环附件和设施级所需的分布管路。冷水机组站房内一般利用蒸气压缩循环机组,将供水温度冷却到43一48°F(6一9℃),大大低于室内环境温度[一般为75°F(Z4℃),最高达或超过95°F(35℃)]。冷水系统或许应对它的重要部分如冷水机组、冷却塔与水泵提供一定程度的冗余量。在冷水系统中,也可采用直接膨胀(DX)设备。DX设备将热量百接散发到大气中,所以它是这类设计方法中的最后一个回路,它的局限性是分离系统的距离和运行费用。一般情况下,冷量40ORT是大多数系统经济性的平衡点。除非在其他情况下能确保采用更大的DX系统是合理的,否则对于较大系统设计非DX系统更好。在此回路设计中,对个别或特殊情况,可引人较小的热直通(thermalride-through)装置。

(4)冷却水系统(Condenser-WaterSystem—CWS):此系统由冷却塔与数据申心之间的液体回路组成。它也是典型的设施级系统,可包括,也可不包括用于lT房间的专用系统。冷却塔回路一般属以下两种类别之一:基于湿球温度的系统;基于干球温度的系统。基于湿球温度的系统是以水的蒸发过程来实现其功能。由于它利用了较低的湿球温度,所以提供的冷却水温度较低。基于干球温度的系统是依靠冷却水温度与环境空气温度之差来实现其功能的。为了使基于干球温度的系统进行传热,冷却水温度从本质上必须高于环境空气干球温度,让足够的热量从冷却水传递给室外环境空气。这些回路一般有:室外排热装置(冷却塔或干式液体冷却器)、水泵、膨胀水箱、水力循环附件以及分布管路。

以下情况可以省略这些系统中的任一系统。例如,当CDU的流体育接流向负荷时,数据通信设备冷却系统可被省略;或当来自冷水系统的流体流向机架内的换热器时(这是极不鼓励的),工艺冷却系统就可被省略,或工艺冷却系统与数据通信设备冷却系统可被省略(这也是极不鼓励的)。对于每个数据中心,通常范围内的风冷设备、蒸发式水冷设备以及制冷剂种类和压缩机效率,都可以有独特的设计。对于冷却部件的选择,设计工程师必须考虑经济运行、初投资、扩展性、冗余量以及故障允许度等。由于所有系统相互联系,所以要更深人地设计很复杂。例如,一个回路小了,就会限制热量很好地散发到下一级,故在设计数据中心时,必须评估相互之间的依赖性。ASHRAE的数据中心系列丛书,特别是:"数据通信设备中心设计研究(DesignConsiderationsforDatacomEquipmentCenter)"、"数据通信设备电力趋势与冷却应用(DalacomEquipmentPowerTrendsandCoolingApplication)"、"数据处理环境热指南(ThemalGuideforDataPro-cessingEnvironments)等,为各种系统及其设计要求提供了更详细的资料。

    责任编辑:handsome

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