| 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。 |
3.工程实例
本工程为北京华为科技园区F楼一层的数据机房，机房的面积约为855m（2包括机电设备机房和服务器机房），其中有效的“服务器机房”面积约为612m2。各类用途的机柜主要由刀片式服务器机柜、小服务器机柜、NAS机柜、网络机柜等组成。由于整个园区采用冷水机组加锅炉的冷热源系统，所以精密空调冷源采用冷水系统。业主不允许水管进入数据机房内部，所以方案A被排除。现就方案B和方案C进行比较。
3.1机房服务器布置
机房服务器布置如图4所示。
图4机房服务器布置
3.2机房发热量计算
数据机房配电的发热为1426kW，详见表1。围护结构发热取60W/m2，总发热为36kW；照明取为15W/m2，总照明发热为9kW。故数据机房的总发热功率约为1471kW。
表一
3.3设备配置
（1）配置采用“地板下送风精密空调+刀片式服务器机柜气流强排单元”。所有发热量由精密空调处理，配置精密空调15台，其中2台备用，每台148.2kW（显冷量115.2kW）。设备总冷量满足要求。考虑云计算需求中“刀片式服务器机柜”数量（78个），需要配置78台SX（ARU）机柜气流强排单元；每个机柜气流强排单元配有4个无刷直流电机驱动风扇，风扇转速（抽风量）可以根据总抽气温度进行控制。由于每个刀片式服务器机柜按照9kW/台发热考虑，根据强排单元技术资料，此时对应的抽风量约为1200m3/h。当刀片机柜内安装设备（刀片服务器）不满时，如只安装一半，发热量也只有一半，则对应的抽风量约为600m3/h。刀片式服务器机柜内部在满配和部分配置时应考虑气流组织问题，加装适当隔板防止气流短路（机柜前面进入的气流未经过“刀片服务器电路板”而直接被吸入回风管）。
刀片式服务器机柜前面冷通道地板的开孔率（有效开孔面积）应与克服刀片式服务器机柜最大发热量所需要的最大抽风量相匹配。按照出风风速小于3m/s计算，至少应有0.12m2的净出风面积。
刀片式服务器机柜的“机柜气流强排单元”的总抽气风量（对应78个机柜全部工作在9kW发热）应与所选择配置“精密空调（约4台）”的总风量相匹配（平衡）。
（2）配置采用“地板下送风精密空调+“一拖多顶置制冷末端”方式。刀片服务器区域采用一拖多顶置制冷末端方式，单柜机发热量的2/3，即6kW由顶置制冷末端处理，配置主机5台，每台制冷量140kW；每台主机可以带16台顶置末端，最多可带80个顶置空调末端（实际刀片式服务器柜78个）。其余设备发热量由精密空调处理，配置精密空调9台，其中2台备用，每台148.2kW（显冷量115.2kW）。设备总冷量满足要求。
（3）“机柜气流强排单元”每台的最大功耗为1200W，配置刀片式服务器的正常功耗为820W（与机柜发热量有关系）。“一拖多”（1台主机带16台XDV末端）系统中，每个制冷末端的功耗为220W。精密空调主机（115.2kW显冷量）功耗分两种情况：1）有加湿加热功能时，最大耗电为20.6kW（风机和加湿都工作）；2）没有加湿加热功能时（如柴油发电机应急电源供电时，可以禁止加湿加热功能），最大耗电为8.6kW（只有风机和控制器工作）。“一拖多”主机（140kW冷量）的功耗为1.5kW。
对于数据机房的两种空调配置方式，在柴油发电机应急电源供电情况下，空调主机功耗分别为：
13×8.6kW=111.8kW（全部为精密空调）；
9×8.6kW+5×1.5kW=84.9kW（为精密空调和“一拖多“空调主机）。
两种空调配置方式末端的耗电如下：
78×1.20kW=93.60kW（78台刀片服务器采用“背装强力抽气单元”，由UPS供电）；
78×0.22kW=17.16kW（78台刀片服务器采用“机柜顶装空调末端”，由UPS供电）。
这些末端都是使用UPS供电，1a为365d，1d为24h，前者比后者一年至少多耗电约90万kWh。
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