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分析:机房高热密度机柜空调的解决方案

来源:机房360 作者:Lily编辑 更新时间:2011-6-13 10:29:37

摘要:随着半导体芯片技术的高速发展,电脑处理器芯片的运算速度成倍地增长而体积却大幅缩小,但随之而来的是服务器高发热量的散热问题。特别是随着刀片服务器逐渐得到广泛应用,数据中心的部署密度正日益增加:把热插拔和冗余运用到刀片服务器之中,这些设计满足了密集计算环境对服务器性能的要求。

  
  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。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%(如图5所示)。
  
  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。
  
  责任编辑:Lily

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