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機房精密空調(diào)設(shè)計及運行維護中的四個常見誤解

2019/3/4 11:23:15  瀏覽人數(shù):

機房精密空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計及運維中的四個常見誤解

誤解一:機房需要嚴格和一直的溫濕度控制

按照機房設(shè)計標準,簡單嚴格地設(shè)置機房環(huán)境溫濕度,不適應現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心機房要求。

1)不同功率密度是IT設(shè)備,對進入設(shè)備的溫度要求不同:

高功率密度的設(shè)備由于進出風溫差大,要求進風溫度較低,以保證CPU等元器件溫度不超標,最高t可達15~20℃。例如曙光星云機(高功率密度)進風溫度設(shè)定為18℃,氣象局高密機架進風溫度定為20℃;低功率密度的設(shè)備,進出風溫差僅有幾度。

2)需要控制的是IT設(shè)備的進風溫、濕度:

建議參考美國發(fā)布的ASHARE Enviromental Guidelines For Datacom Equipment 2011,其所指的溫、濕度為電子信息設(shè)備的進風口參數(shù);

最低溫度:18℃;最高溫度:27℃;最低濕度:5.5DP(露點溫度);最高濕度:60%RH(相對濕度),同時15DPDP露點溫度)。

誤解二:降低送風溫度設(shè)定點就必能提高制冷能力

當數(shù)據(jù)中心運維人員發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心溫度較高,或局部存在熱點時,他們毫不猶豫地去降低精密空調(diào)的送風溫度設(shè)定點,以期提高機房專用空調(diào)制冷系統(tǒng)的制冷能力來降溫和消除熱點。

調(diào)低送風溫度有助于減少熱點的說法貌似合乎邏輯,但在處理熱點時實為不得已而為之的下下之策,因為這會降低整個制冷系統(tǒng)的效率和制冷量。這種方法的效果取決于CRAC/CRAH的工作狀態(tài)。如果恒溫恒濕空調(diào)制冷系統(tǒng)尚有多余容量(即工作負載不足100%,未達到制冷極限),那么調(diào)低溫度設(shè)定值的做法具有積極效果。如果CRAC/CRAH的位置靠近熱點,則調(diào)低溫度設(shè)定值可以降低熱點處的溫度。但倘若CRAC/CRAH正以最大容量(100%滿負載)運行,由于系統(tǒng)已達到制冷極限,調(diào)低溫度設(shè)定值是沒有效果的。每個制冷系統(tǒng)在給定環(huán)境條件下都有固定的最大制冷容量。溫度設(shè)定值調(diào)低后,“最大”制冷容量也隨之降低。

在調(diào)低制冷單元的溫度設(shè)定值之后,制冷量為何會下降?這個問題很好回答,我們只需關(guān)注整個制冷系統(tǒng)的用途即可。制冷系統(tǒng)用于收集數(shù)據(jù)中心內(nèi)的多余熱量并將其排出室外,這一過程可通過一個蒸汽壓縮循環(huán)來完成,如直膨式設(shè)備(DX)或使用節(jié)能冷卻模式。根據(jù)熱力學第二定律,必須利用輸入功率將熱量從低溫環(huán)境轉(zhuǎn)移至高溫環(huán)境??傊?,主要的參數(shù)是室外溫度和IT機房送風溫度間的溫差。兩者之間的溫差越大,制冷系統(tǒng)的工作量也越大,從而導致制冷系統(tǒng)的總制冷量降低(假設(shè)室外溫度是恒定的)。

因此,降低精密空調(diào)的溫度設(shè)定點并不一定能消除熱點,反而有時候會降低空調(diào)機的制冷能力。

誤解三:熱點意味著需要更多的空調(diào)設(shè)備

當數(shù)據(jù)中心存在熱點時,數(shù)據(jù)中心的運維人員通常會認為是空調(diào)的數(shù)量不足,需要增加空調(diào)的數(shù)量以增加制冷能力來消除熱點。實際上,熱點的產(chǎn)生并非是制冷量不足或熱負荷過大,而是制冷量未能得到充分的利用。換句話說,有可能制冷量是充足的,但未能在需要制冷的區(qū)域提供充分的制冷量,這是由于缺乏氣流組織所造成的。

Uptime Institude的一項調(diào)查研究顯示,雖然某些IT機房的制冷量已高達需求量的15倍,但機房中仍有7%~20%的機架存在熱點。究其原因,竟是送入的冷風繞過了IT設(shè)備的進風口。正確的解決方案是采用氣流遏制等方法,然后再核定是否需要增加制冷設(shè)備。

因此,熱點并不意味著需要增加更多的制冷設(shè)備,而是需要分析熱點產(chǎn)生的根源,采取一些建議的有效措施,再核定是否需要增加制冷單元。

誤解四:行級空調(diào)需要將冷風送至服務器入口

在進行行級制冷架構(gòu)設(shè)計時,數(shù)據(jù)中心的設(shè)計人員經(jīng)常會將行級空調(diào)器看成與房間級精密空調(diào)一樣,為服務器提供冷風,因此需要將冷風送至服務器入口。

然而,這時對行級空調(diào)器的誤解。行級空調(diào)器的設(shè)計初衷是熱排風吸收器,也就是將服務器的熱排風就地收集,降低溫度并將熱量傳遞至室外,從而避免了冷熱氣流的混合。

行級空調(diào)器的設(shè)計屬性決定其功能如此。

比如:其外觀設(shè)計和機架是一致的,并緊靠熱源放置,大大縮短了送回風的路徑,降低能耗。同時,其采用后進前出的氣流模式,與機架氣流相互平行,因此,在機架高度方向,更容易收集熱排風。還有就是采用變頻制冷量設(shè)計,使其排熱能力與機架的發(fā)熱能力動態(tài)匹配,更好地收集并壓制熱量。

在行級空調(diào)器出口設(shè)計導流板是不可取的,因為導流板容易形成射流,容易造成臨近空調(diào)附近機架前橫向氣流過快,冷風無法進入機架。

因此,行級空調(diào)不是空調(diào)冷卻器,而是熱排風吸收器。不需要將冷風送至服務器入口,關(guān)注的是如何收集熱排風。

 

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