| 摘要：随着计算机网络机房的热密度逐渐增大，空调制冷系统也必须做出相应的改变。本文介绍了两种针对高热密度机房的空调制冷系统的设计方法，并结合工程实例总结了设计特点及需要注意的问题等。 |
当今社会，PC依然是我们日常工作生活中的核心工具—我们用PC处理文档、存储资料，通过电子邮件或U盘与他人分享信息。但是如果PC硬盘发生故障，我们会因为资料丢失而束手无策甚至造成重大损失。而在“云计算”时代，“云”会替我们做存储和计算的工作，可以像使用水或电那样使用IT基础设施。“云”是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源，通常为一些大型服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等。云计算将所有的计算资源集中起来，并由软件实现自动管理，无需人为参与，如图1所示。这使得应用、提供者无需为繁琐的细节而烦恼，能够更加专注于自己的业务，有利于创新和降低成本。
图1云计算示意图
通过把新的硬件和软件结合起来实现所谓的云计算式的基础设施，刀片式服务器与虚拟化的结合正在迅速发展。而高功率密度机架服务器、刀片服务器等高热密度设备的应用，造成机房的单个机柜功耗不断提高，单位面积热量急剧上升，因此高热密度的机房一些问题逐渐涌现出来。
1.现今高密度机房存在的问题
经过大量的实验验证发现，当单个机柜（服务器）的热负荷接近或超过5kW时，如果还是采用传统方式的机房专用空调来解决，就会造成以下问题：
（1）机房环境温度控制得不理想，会有局部“热点”存在；来自美国的服务器故障统计数据：“在机架顶部的服务器经常过热；2/3的故障发生在机架的最顶部的1/3处”。
（2）由于设备需要通过大量的循环风来带走如此多的热量，采用传统的机房空调系统会占用大量的机房空间。上送风机组需要采用风管的截面积尺寸非常巨大，下送风机组的架空地板的高度需要提高很多，会造成很多已经运行的机房将无法继续使用。同时机房专用机组必须加大送风风机的功率来保证送风风量，因而造成整个制冷系统的效率大大降低。对于改建工程的供配电来说也相当棘手。
2.解决方法
目前，专业的数据机房设备供应商及IT经理最关心的问题转移到机房的高热密度的处理上来了。因为如果不能有效地处理机房高热密度，对于机房的容量扩张以及数据的安全性都是致命性的。为此各大厂商提出了各种解决方案。
2.1方案A：直接式机柜精密制冷系统
这种系统主要分两种：1）直接膨胀型，即配置风冷冷凝器，通过冷媒管连接到机房内，机组直接放置在数据机柜的旁边或者背部，直接处理机柜散热，需要考虑外置风冷冷凝器的摆放位置；2）冷水型，配置室外冷水机组，通过冷水连接，室内机组同样直接放置在数据机柜的旁边或者背部，或者是一体化的数据机柜，直接处理机柜散热。系统特点在于直接对数据机柜进行制冷，适合高热密度服务器的堆积，减少房间面积和架空地板高度，可以针对负荷的满载情况调节制冷量，效率较高。
2.2方案B：水冷机房精密空调柜机+柜背装抽风单元
系统如图2所示，机房精密空调柜机通过地板送风系统将处理过的风送入机房内，背式抽风单元与服务器柜机结合，通过顶部的排风管从数据中心中移出热空气，避免产生热风短路循环和避免冷、热空气的混合，热空气通过机房精密空调柜机的回风管系统返回主机。通过控制抽风风机的转速来处理设备的热量变化。
图2柜背装抽风单元
这种系统的特点是：1）内置的风机可以变频运行，根据机组发热量的大小调节风机转速；2）布置简洁，装配于机柜背面，占用机房面积小；3）数据机房内无任何水管道，杜绝水患；4）风扇风量有备用，如发生故障，剩余风扇可提高风量以维持设计的散热能力；5）实时监控，通过网络管理了解设备实时发热量，当服务器发热量较大时，相应排风量较大。
2.3方案C：水冷机房精密空调柜机+柜式或顶置制冷末端
系统如图3所示，设备间通过制冷剂管道连接，机房空调解决空间温湿度，制冷末端解决高热密度局部及区域制冷。通过制冷剂相变吸收大量机房显热，100%输出显冷量，既可防止产生冷凝水，又可避免潜冷量输出而产生的能量损耗，设备末端贴近负载机架，可大大减少送风所消耗的能量，与传统空调远距离送风相比，可使风机能耗降低65%，整机节能30%。节能效果显著。
图3 柜式或顶置制冷末端
这种系统的特点是：1）变冷量设计，可以随机房设备热量变化自动调节制冷量大小，安装灵活，不占用机房宝贵空间；2）根据机房需求变化增减制冷末端设备；3）冷媒管布置灵活性高、可扩展性强，便于机房布置变动或机组升级且无水患的隐患；4）干盘管技术，100％显热比，无冷凝水，无除湿损耗。
后两种方式是本文针对本工程实例着重介绍的两种系统。
评论表单加载中...
