目前数据中心的冷却系统都必须符合可扩展性和适应性、标准化、简单化、智能化、可管理化等五种关键要求。当前的设计思路和设备没有解决的、最为紧迫的核心问题是数据中心适应变化能力较差。数据中心冷却系统必须对不断变化的要求有更强的适应能力,对不断增长和无法预测的功率密度制定规划,同时要设计出冷却系统适应能力强甚至易于改进。数据中心设计中最重要的一个部分就是冷空气的供应和排出的热空气的回流路径,这对于高密度环境极具有挑战性,因为气流速度必须克服空气分配和回流系统的阻力。故要解决冷却系统的问题,就需要对现行的设计思路进行改进,主要包括冷却设备技术和设计的改进,以及如何测定数据中心的冷却要求等。

  (1)机房空调机组根据冷源及冷却方式一般可分为风冷、水冷、双冷源机组等,对于机房热负荷较小或采用地板送风方式受建筑条件限制的中、小型数据中心机房,可考虑采用管道上送风方式,并使送风口尽量接近机架;对于高发热密度的大、中型数据中心机房,优先采用水冷式空调制冷机。北方地区采用水冷冷水机组的机房,冬季可利用室外冷却塔作为冷源,通过热交换器对空调冷冻水进行降温;大型的数据中心可采用中央空调。中、小型数据中心机房,可考虑采用风冷式空调制冷机,但必须保证室外机有足够的安装空间。空调系统可采用电制冷与自然冷却相结合的方式。

  (2)空调机组一般采用大风量小焓差设计,配置直联、高静压、无级调速风机的空调机组。采用高效节能的涡旋压缩机,高效EC电机驱动风机,无涡壳外转子风机叶轮,风量要满足90换气次/小时,风压需满足最大300Pa可调的要求。

  (3)冷量应与机房设备的额定发热量建立函数关系,一般采用机房的总冷量等于机房UPS额定可用容量的1.3-1.5倍作为经验数值。这需了解其配置的压缩机规格,并联空调机组运行的相互影响程度,当以冷量计算粗选各厂家相近的空调设备时,必须对其送风量进行复核,处理焓差应按≤2.5Kcal/Kg干空气左右选用。尽管很多空调产品显冷量比例很高,但实际工作温度下显冷量下降多;即使空调输出冷量足够,但机房热岛效应严重,故负载发热量与空调额定制冷量配备比在1:1.5以上比较合适。

  (4)选用模块化组合机组。通过主从控制,主机将多台模块所采集的温、湿度参数取其平均值,实现步调一致的效果。

  (5)在布局空调时,机组送风的距离不宜过大,专用空调最佳送风距离为15-16米。空调室内机安装高度应高于机房面100-200mm,以减少相邻空调机组间扰流影响,减轻备机停机时气流倒灌,避免引起气流短路。还须减少送风路径、降低加空地板下PD,以保证PJ/PD≥3.(PJ:各送风口处内外静压差,PD:至各送风口架空地板下风速)。

  (6)由于风冷直接膨胀式机房精密空调的冷却极限约为4KW/m2,当机房环境的热负荷超过5KW/m2时,如用传统方式的机房专用空调来解决,会有局部热点存在,必然需要精密空调增加为高热密度负荷提供良好的微环境调节能力,这势必要在空调机组系统控制和气流组织设计上进行革新;而不仅仅是简单的增加机房精密空调的装机容量。

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