數據中心機房空調三種制冷方式

數據中心冷卻系統常常忽視對服務器、操作系統和網絡配置的注意，然而，這些IT系統的性能對冷卻支持的依靠就跟對網絡連接的依靠是一樣的。隨著IT系統的變化，冷卻系統也需要隨著進行調試。信賴一個對關鍵基礎設備有整體性看法的服務合作伙伴是必需的。

精密冷卻系統的設計專為滿足數據中心的熱負荷的需要，對服務和維修具有不同的要求。而標準的建筑空調，僅僅是為了滿足居住者的個人舒適就可。目前的數據中心冷卻設備比家用的空調更加多面和復雜，一些類似數碼渦旋壓縮機或者高街度冷卻排、變速驅動器這些技術都需要對配置和網絡進行先進的控制。

最大限度地提高機密冷卻系統的性能和效率，這需要它得到妥善的原始設備機房空調制造商的工廠培訓和認證的技術人員的維護，而他們通常都對如果維護這些關鍵系統去支持數據中心具有廣泛的知識。冷卻系統集成到數據中心的基礎設施支持的戰略是最關鍵，大多數非制造商支持的維修來源缺乏這種經驗。

精密冷卻連續運行，同時要求設備的正常運作。為了發展和堅持長期的服務計劃，保持這種一致性是很重要的，其中包括對精密冷卻系統的預防性維護和優化。下面是對一個預防性的維護任務清單的建議：

預防性維修制冷設備應集中于諸如空氣過濾器、風機驅動系統、壓縮機、流體和管道設施以及蒸發器線圈等關鍵部件。

（1）空氣過濾器堵塞，例如，應該進行更換因為它們減少氣流卻增加了對風機驅動器系統的負荷，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致風扇能源的額外要求。

（2）鼓風機皮帶、軸承、電動機、車輪也應定期檢查，以確保沒有磨損或損壞而引起設備故障。此外，IT經理每月都應檢查并調整空氣處理裝置風扇及使用皮帶驅動風扇得機房空調之間的張力。

（3）壓縮機應檢查是否有泄漏和油位也應該進行檢查，因為太少或太多油都能減少使用壽命。應該只使用那些制造商或原始設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需要得到維護，這樣使得運輸到空調的液體的質量盡量達到無污染的狀態。最后，蒸發器線圈必須定期檢查，以確保它們是干凈和無雜物。

1 對高密度機房連續制冷的定義

面對上述情況，國外數據中心領域的一些機構進行了研究，在海瑞思協會研討高密度機房連續制冷系統的白皮書中，將制冷系統分為ABC三個等級，A級為不間斷制冷系統，不間斷制冷系統需要為精密空調的風機、二次泵配置UPS，并增加薔冷罐；B級為連續制冷系統：連續制冷系統需要為精密空調的風機、二次泵配置UPS，但不增加蓄冷罐；C級為可中斷的制冷系統，即對制冷系統不配置任何UPS設備，在電源故障時停止制冷系統。海瑞思對制冷系統進行分級定義，并提供了幾種解決方案。

2高密度機房連續制冷的三種解決方案

對于高密度機房，采取何種措施在電力故障發生的間歇，維持制冷系統的運行，或是部分運行呢？海瑞思組織和有關廠商提出了幾種解決方案。

一、海瑞思直接膨脹風冷型機房空調

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

二、海瑞思直接膨脹水冷型機房空調

SOCOMAN系列水冷式直接膨脹機組從房間吸取的熱量通過內置水冷冷凝器傳輸到制冷劑中。冷卻水可以由供水管道、冷卻塔或者水井供應,或者在一個帶有外置干冷器的密封回路中運行。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。該機組適用于有集中冷卻水系統的場所。機組能效比風冷式機組高，因此更節能；機組安裝不受室外場地限制。

三、海瑞思冷凍水機房空調

SOCOMAN系列冷凍水機組是通過冷凍水來控制室內環境。這款機組機型設計簡單，性能卓越。其微處理控制器通過三通電動冷凍水閥的調節，精確地控制室內空氣條件。該系統使用于有中央空調冷凍水系列的場所,利用用戶冷凍水進行制冷。

3高密度機房連續制冷解決方案的選擇

對于以上的幾種連續制冷解決方案，建設方或設計單位該如何進行選擇呢？對此，筆者建議建設方和設計單位可根據數據中心的熱密度和數據中心的重要性。以及柴油機等后備系統配置情況，從以上解決方案中選擇一個合適的連續制冷方案，例如對應單機柜電量1.2KW以內的機房，預計溫度上升到32℃的時間約在10分鐘以上，就可以依靠柴油機系統來提供后備電源。隨著單機柜用電量的提高，可以采用為精密空調的風扇提供UPS的方案，以提供氣流循環，利用環境的吸熱能力，減緩溫升速率。

但對于單機柜的用電量達到6kw以上的高密度的機房（按ASHRAE的預測，2010年服務器單機柜將在12KW以上）。就需采用冷凍水型精密空調系統，從而選擇海瑞思的A級不間斷制冷方案，給冷凍水循環系統提供UPS，并設置一定體積的蓄冷罐，以維持停電期間或停電后冷水機組重新啟動期見的制冷，等待制冷系統的完全恢復。

當制冷系統停止時，根據數據中心機房裝機密度的不同，機房的溫度上升幅度不一，在以往傳統的機房，由于單機柜用電量較小，制冷系統停止后，仍有較長一段時間能維持設備正常運行。例如在一個單機柜1.2KW的機房，制冷系統停止10分鐘后，溫度將上升10.5℃，管理者可以有時間啟用備用發電機或關閉服務器設備。

但隨著機房裝機密度的提高，溫度上升變得非常迅速，據Intel實驗分析，一個單機柜用電量約9KW的數據中心機房，一旦制冷系統停止運行，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℃，計算機設備就會出現故障，溫度繼續升高，計算機設備將會停止運行，甚至損壞。因此，對于高密度的機房，配置一個不間斷的制冷系統就變得非常必要。

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