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数据中心机房空调的布置与设置

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-11-08 0:59:21 * 浏览: 0
制冷系统能够满足当前和将来的要求。最近,高密度的IT设备有所增加,但是如果不能相应地增加房间的制冷系统,制冷系统将效率低下,制冷能力将不可预测。在某些情况下,无法满足冷却要求。为了解决这个问题,已经提出了面向阵列结构和面向机架结构的冷却系统。制冷系统能够满足当前和将来的要求。最近,高密度的IT设备有所增加,但是如果不能相应地增加房间的制冷系统,制冷系统将效率低下,制冷能力将不可预测。在某些情况下,无法满足冷却要求。为了解决这个问题,已经提出了面向阵列结构和面向机架结构的冷却系统。空调的作用和功能数据中心的机房空调具有两种功能:一种是产生冷空气(即提供几千瓦的制冷量),然后输送到需要的关键设备上。冷却。有多种方法可以产生大量冷空气,例如低温水,低温乙二醇以及可以使用而无需考虑其结构的任何介质。第二种是将冷空气输送到每个机房。共有三种方式:(1)在面向机房的结构中,机房空调(CRAC)单元与机房本身集成在一起;(2)以定向的形式。在结构中,CRAC单元成排排列;(3)在面向框架的结构中,CRAC单元放置在单独的机架上。机房的制冷系统由一个或多个空调组成,其中的任何一个都可以完全不受限制(无通风管道,风门调节器,通风孔或其他风量控制装置),用于需要冷却的设备。提供冷空气,它们具有控制风与否,通过地板升降机系统或天花板供气回路进行调节的能力有限。对于许多使用制冷系统的小型机房,人们很少注意空调,而机架式空调的安装只是计划外的解决方案。对于大型或复杂的数据中心,可以使用地板举升系统将冷空气引导至规划良好的生热机架通道,或针对过度冷却而调整至较低温度的通道。但是,即使经过精心设计,这种用于机房形式的制冷系统也严重依赖于机房的一些固有局限性,例如机房空间的形状,障碍物在地板上的分布,空气的位置调节器和机房中的IT设备。放置方法等。在如此众多实际条件的限制下,尤其是在大多数数据中心中从IT设备的添加和迁移中汲取的经验教训,机房冷却系统的冷却能力的可预测性可能成为一个问题,特别是在机房中时。当设备功率密度增加时。两种制冷系统的比较在评估制冷系统时,必须考虑五个关键系统特征:灵活性,可用性,生命周期成本(TCO),可维护性和可管理性。随着需求的变化,例如增加的功率密度和不可预测性,系统灵活性变得越来越重要。机房形式的制冷系统通常是预先建造的,没有经过复杂的CFD分析,制冷能力也无法预测。因此,这种结构的升级非常复杂。此外,对机房进行的任何更改都可能导致某些关键负载的冷却不足。为了解决这个问题,需要大规模的工程。另一方面,在数据中心中,定向和机架式制冷系统本身是模块化的,因此它可以为具有特殊功率密度的单个负载,通过布置或通过机器提供可预测的冷却能力。机架形式用于部署。改造或扩展数据中心时,新增加的冷却负载可以与现有冷却系统完全隔离系统。机房形式的制冷系统也面临可用性的挑战。在数据中心中,冷却系统离热源(冷却负荷)越近,该系统越能消除冷热气流的混合,从而避免了无法冷却的热岛。面向阵列和面向机架的制冷系统满足了这一要求,因此比面向房间的制冷系统更有效。此外,数据中心通常使用N + 1冗余冷却方法来替换有故障的单个空调,但是三种不同类型的制冷系统采用的冗余策略是不同的。在面向机架的冷却系统中,冷却系统基本上专用于每个机架。 N + 1冗余方法是向每个机架添加另一个CRAC或双通道CRAC系统。价格是整个数据中心都使用N + 1冗余系统的高昂价格,但对于隔离超高功率密度机架非常有效。对于机房形式的制冷系统,总体思路是在机房周围添加CRAC系统,以提供所需的冗余级别。但是,在高密度的计算机机房中,特定CRAC系统补偿另一个CRAC系统的能力在很大程度上受到机房几何形状的影响。有故障的空调单元离备用空调单元越远,备用单元向受影响的机架提供相同数量的空气的可能性就越小。定向冷却系统允许将冗余配置成一个阵列,每个机架仅需要一组额外的CRAC。但是,这种冗余形式对于低功率密度的机房(例如,每个机架1至2 kW的功率密度),以及在高功率密度的机房(例如,每个机架高达25 kW)中没有成本优势。这种冗余形式的优势更加明显。当前,降低生命周期成本或总拥有成本(TCO)是一个主要目标。当功率密度和功耗持续上升时,电费将成为TCO的很大一部分。功率密度推动了功率成本的上升,因为它降低了机房形式的传统冷却系统的效率。机架式制冷系统的电源成本始终很低,因为CRAC系统的大小分布并且非常靠近热负荷源,因此不会浪费冷空气。与机房形式的制冷系统相比,在非常低的功率密度下,面向阵列的制冷系统的电力成本非常低。当冷却负载相对较轻时,就是这种情况,因为面对阵列的冷却系统需要更多的CRAC,​​因为每行必须有一个CRAC。然而,随着功率密度的增加,面向阵列的制冷系统的功率成本总是相同的。气流通过的时间越短,就越容易获得小型高效鼓风机所需的大量气流。在机房的制冷系统中,如果要发送更大的风量,则需要功能更强大的鼓风机,以将冷风吹得更远,并克服更大的风道阻力。考虑到可维护性和可管理性时,机房形式的制冷系统通常是非常独特的工程解决方案,包括多个供应商的子系统,独特的地板结构和维护复杂性。面向常规和面向机架的制冷系统使用标准的模块化组件,从而减少了停机时间并简化了维护程序。此外,定向和机架式制冷系统还提供了当前或将来性能的近实时模型,从而避免了对制冷量和管理变化的预测。用于机架安装和对齐结构的三种空调装置当使用定向冷却系统时,冷却系统可以更靠近成排的机架设备,并且每一排设备似乎都具有专用的空调系统。通过将空调器放置在IT机架之间或在冷却管道上方,与将空调器对准机房时相比,气流路径变得更短,风向更容易确定。气流的冷却能力更容易预测,更容易获得更高的功率密度。而且,这样的结构无需安装地板升降系统即可实现。在面向机架的制冷系统中,CRAC单元专用于每个IT机架。气流的通道甚至比面对阵列的制冷系统更短,并且气流完全独立于机房本身的结构。该冷却系统允许机架具有高达50 kW的功率密度,并可以灵活调整以适应特定的冷却能力和冗余冷却以满足特定机架的实际需求。然而,与其他制冷系统相比,该制冷系统的主要缺点之一是需要大量的空调。在许多实际应用中,无论使用组合结构的优点如何,都不必仅使用这些制冷系统之一。当数据中心具有广泛的功率密度和系统可用性要求时,组合结构的优势更加令人信服。使用多个制冷系统的典型示例是升级低密度数据中心。增加定向制冷或机架制冷系统以补偿缺乏面向房间的制冷系统,使数据中心可以使用高功率密度IT设备,而无需更改现有制冷系统。