數(shù)據(jù)中心機(jī)房空調(diào)三種制冷方式

數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)常常忽視對服務(wù)器、操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)配置的注意，然而，這些IT系統(tǒng)的性能對冷卻支持的依靠就跟對網(wǎng)絡(luò)連接的依靠是一樣的。隨著IT系統(tǒng)的變化，冷卻系統(tǒng)也需要隨著進(jìn)行調(diào)試。信賴一個對關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)備有整體性看法的服務(wù)合作伙伴是必需的。

精密冷卻系統(tǒng)的設(shè)計專為滿足數(shù)據(jù)中心的熱負(fù)荷的需要，對服務(wù)和維修具有不同的要求。而標(biāo)準(zhǔn)的建筑空調(diào)，僅僅是為了滿足居住者的個人舒適就可。目前的數(shù)據(jù)中心冷卻設(shè)備比家用的空調(diào)更加多面和復(fù)雜，一些類似數(shù)碼渦旋壓縮機(jī)或者高街度冷卻排、變速驅(qū)動器這些技術(shù)都需要對配置和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行先進(jìn)的控制。

最大限度地提高機(jī)密冷卻系統(tǒng)的性能和效率，這需要它得到妥善的原始設(shè)備機(jī)房空調(diào)制造商的工廠培訓(xùn)和認(rèn)證的技術(shù)人員的維護(hù)，而他們通常都對如果維護(hù)這些關(guān)鍵系統(tǒng)去支持?jǐn)?shù)據(jù)中心具有廣泛的知識。冷卻系統(tǒng)集成到數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施支持的戰(zhàn)略是最關(guān)鍵，大多數(shù)非制造商支持的維修來源缺乏這種經(jīng)驗。

精密冷卻連續(xù)運(yùn)行，同時要求設(shè)備的正常運(yùn)作。為了發(fā)展和堅持長期的服務(wù)計劃，保持這種一致性是很重要的，其中包括對精密冷卻系統(tǒng)的預(yù)防性維護(hù)和優(yōu)化。下面是對一個預(yù)防性的維護(hù)任務(wù)清單的建議：

預(yù)防性維修制冷設(shè)備應(yīng)集中于諸如空氣過濾器、風(fēng)機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)、壓縮機(jī)、流體和管道設(shè)施以及蒸發(fā)器線圈等關(guān)鍵部件。

（1）空氣過濾器堵塞，例如，應(yīng)該進(jìn)行更換因為它們減少氣流卻增加了對風(fēng)機(jī)驅(qū)動器系統(tǒng)的負(fù)荷，空氣過濾器不斷收集污垢和灰塵，甚至最小的飄落壓力都可能會導(dǎo)致風(fēng)扇能源的額外要求。

（2）鼓風(fēng)機(jī)皮帶、軸承、電動機(jī)、車輪也應(yīng)定期檢查，以確保沒有磨損或損壞而引起設(shè)備故障。此外，IT經(jīng)理每月都應(yīng)檢查并調(diào)整空氣處理裝置風(fēng)扇及使用皮帶驅(qū)動風(fēng)扇得機(jī)房空調(diào)之間的張力。

（3）壓縮機(jī)應(yīng)檢查是否有泄漏和油位也應(yīng)該進(jìn)行檢查，因為太少或太多油都能減少使用壽命。應(yīng)該只使用那些制造商或原始設(shè)備制造商建議的油的類型。

（4）那些使用水或者乙二醇的冷卻空調(diào)需要得到維護(hù)，這樣使得運(yùn)輸?shù)娇照{(diào)的液體的質(zhì)量盡量達(dá)到無污染的狀態(tài)。最后，蒸發(fā)器線圈必須定期檢查，以確保它們是干凈和無雜物。

1 對高密度機(jī)房連續(xù)制冷的定義

面對上述情況，國外數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的一些機(jī)構(gòu)進(jìn)行了研究，在索克曼協(xié)會研討高密度機(jī)房連續(xù)制冷系統(tǒng)的白皮書中，將制冷系統(tǒng)分為ABC三個等級，A級為不間斷制冷系統(tǒng)，不間斷制冷系統(tǒng)需要為機(jī)房空調(diào)的風(fēng)機(jī)、二次泵配置UPS，并增加薔冷罐；B級為連續(xù)制冷系統(tǒng)：連續(xù)制冷系統(tǒng)需要為機(jī)房空調(diào)的風(fēng)機(jī)、二次泵配置UPS，但不增加蓄冷罐；C級為可中斷的制冷系統(tǒng)，即對制冷系統(tǒng)不配置任何UPS設(shè)備，在電源故障時停止制冷系統(tǒng)。索克曼對制冷系統(tǒng)進(jìn)行分級定義，并提供了幾種解決方案。

2高密度機(jī)房連續(xù)制冷的三種解決方案

對于高密度機(jī)房，采取何種措施在電力故障發(fā)生的間歇，維持制冷系統(tǒng)的運(yùn)行，或是部分運(yùn)行呢？索克曼組織和有關(guān)廠商提出了幾種解決方案。

一、索克曼直接膨脹風(fēng)冷型機(jī)房空調(diào)

SOCOMAN系列風(fēng)冷式直接膨脹機(jī)組從房間吸取熱量通過冷凝器傳遞到室外空氣中。機(jī)組安裝完畢后，室內(nèi)機(jī)組于室外冷凝器構(gòu)成閉合回路。安裝方便快捷，適用于水源缺乏的地區(qū)和無冷卻水系統(tǒng)的場所。

二、索克曼直接膨脹水冷型機(jī)房空調(diào)

SOCOMAN系列水冷式直接膨脹機(jī)組從房間吸取的熱量通過內(nèi)置水冷冷凝器傳輸?shù)街评鋭┲?。冷卻水可以由供水管道、冷卻塔或者水井供應(yīng),或者在一個帶有外置干冷器的密封回路中運(yùn)行。但是在改種情形下，冷卻水通常采用抗凍的水和乙二醇的混合物代替常用的制冷劑。該機(jī)組適用于有集中冷卻水系統(tǒng)的場所。機(jī)組能效比風(fēng)冷式機(jī)組高，因此更節(jié)能；機(jī)組安裝不受室外場地限制。

三、索克曼冷凍水機(jī)房空調(diào)

SOCOMAN系列冷凍水機(jī)組是通過冷凍水來控制室內(nèi)環(huán)境。這款機(jī)組機(jī)型設(shè)計簡單，性能卓越。其微處理控制器通過三通電動冷凍水閥的調(diào)節(jié)，精確地控制室內(nèi)空氣條件。該系統(tǒng)使用于有中央空調(diào)冷凍水系列的場所,利用用戶冷凍水進(jìn)行制冷。

3高密度機(jī)房連續(xù)制冷解決方案的選擇

對于以上的幾種連續(xù)制冷解決方案，建設(shè)方或設(shè)計單位該如何進(jìn)行選擇呢？對此，筆者建議建設(shè)方和設(shè)計單位可根據(jù)數(shù)據(jù)中心的熱密度和數(shù)據(jù)中心的重要性。以及柴油機(jī)等后備系統(tǒng)配置情況，從以上解決方案中選擇一個合適的連續(xù)制冷方案，例如對應(yīng)單機(jī)柜電量1.2KW以內(nèi)的機(jī)房，預(yù)計溫度上升到32℃的時間約在10分鐘以上，就可以依靠柴油機(jī)系統(tǒng)來提供后備電源。隨著單機(jī)柜用電量的提高，可以采用為機(jī)房空調(diào)的風(fēng)扇提供UPS的方案，以提供氣流循環(huán)，利用環(huán)境的吸熱能力，減緩溫升速率。

但對于單機(jī)柜的用電量達(dá)到6kw以上的高密度的機(jī)房（按ASHRAE的預(yù)測，2010年服務(wù)器單機(jī)柜將在12KW以上）。就需采用冷凍水型機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)，從而選擇索克曼的A級不間斷制冷方案，給冷凍水循環(huán)系統(tǒng)提供UPS，并設(shè)置一定體積的蓄冷罐，以維持停電期間或停電后冷水機(jī)組重新啟動期見的制冷，等待制冷系統(tǒng)的完全恢復(fù)。

當(dāng)制冷系統(tǒng)停止時，根據(jù)數(shù)據(jù)中心機(jī)房裝機(jī)密度的不同，機(jī)房的溫度上升幅度不一，在以往傳統(tǒng)的機(jī)房，由于單機(jī)柜用電量較小，制冷系統(tǒng)停止后，仍有較長一段時間能維持設(shè)備正常運(yùn)行。例如在一個單機(jī)柜1.2KW的機(jī)房，制冷系統(tǒng)停止10分鐘后，溫度將上升10.5℃，管理者可以有時間啟用備用發(fā)電機(jī)或關(guān)閉服務(wù)器設(shè)備。

但隨著機(jī)房裝機(jī)密度的提高，溫度上升變得非常迅速，據(jù)Intel實驗分析，一個單機(jī)柜用電量約9KW的數(shù)據(jù)中心機(jī)房，一旦制冷系統(tǒng)停止運(yùn)行，溫度從22℃上升40℃只需要18秒，上升到57℃只需要35秒。而一旦超過32℃，計算機(jī)設(shè)備就會出現(xiàn)故障，溫度繼續(xù)升高，計算機(jī)設(shè)備將會停止運(yùn)行，甚至損壞。因此，對于高密度的機(jī)房，配置一個不間斷的制冷系統(tǒng)就變得非常必要。

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