空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)維中的四大誤解

    誤解一：機(jī)房需要嚴(yán)格和一直的溫濕度控制

    按照機(jī)房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，簡(jiǎn)單嚴(yán)格地設(shè)置機(jī)房環(huán)境溫濕度，不適應(yīng)現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心機(jī)房要求。

    (1)不同功率密度是IT設(shè)備，對(duì)進(jìn)入設(shè)備的溫度要求不同：

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

    (2)需要控制的是IT設(shè)備的進(jìn)風(fēng)溫、濕度：

    建議參考美國(guó)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(jìn)風(fēng)口參數(shù);

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

    誤解二：降低送風(fēng)溫度設(shè)定點(diǎn)就必能提高制冷能力

    當(dāng)數(shù)據(jù)中心運(yùn)維人員發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心溫度較高，或局部存在熱點(diǎn)時(shí)，他們毫不猶豫地去降低精密空調(diào)的送風(fēng)溫度設(shè)定點(diǎn)，以期提高制冷系統(tǒng)的制冷能力來(lái)降溫和消除熱點(diǎn)。

    調(diào)低送風(fēng)溫度有助于減少熱點(diǎn)的說(shuō)法貌似合乎邏輯，但在處理熱點(diǎn)時(shí)實(shí)為不得已而為之的下下之策，因?yàn)檫@會(huì)降低整個(gè)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)。如果制冷系統(tǒng)尚有多余容量(即工作負(fù)載不足100%，未達(dá)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(diǎn)，則調(diào)低溫度設(shè)定值可以降低熱點(diǎn)處的溫度。但倘若CRAC/CRAH正以最大容量(100%滿負(fù)載)運(yùn)行，由于系統(tǒng)已達(dá)到制冷極限，調(diào)低溫度設(shè)定值是沒有效果的。每個(gè)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(huì)下降?這個(gè)問題很好回答，我們只需關(guān)注整個(gè)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(guò)程可通過(guò)一個(gè)蒸汽壓縮循環(huán)來(lái)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(xué)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(jī)房送風(fēng)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(dǎo)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(diǎn)并不一定能消除熱點(diǎn)，反而有時(shí)候會(huì)降低空調(diào)機(jī)的制冷能力。

    誤解三：熱點(diǎn)意味著需要更多的空調(diào)設(shè)備

    當(dāng)數(shù)據(jù)中心存在熱點(diǎn)時(shí)，數(shù)據(jù)中心的運(yùn)維人員通常會(huì)認(rèn)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(lái)消除熱點(diǎn)。實(shí)際上，熱點(diǎn)的產(chǎn)生并非是制冷量不足或熱負(fù)荷過(guò)大，而是制冷量未能得到充分的利用。換句話說(shuō)，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(xiàng)調(diào)查研究顯示，雖然某些IT機(jī)房的制冷量已高達(dá)需求量的15倍，但機(jī)房中仍有7%~20%的機(jī)架存在熱點(diǎn)。究其原因，竟是送入的冷風(fēng)繞過(guò)了IT設(shè)備的進(jìn)風(fēng)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(diǎn)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(diǎn)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(jí)空調(diào)需要將冷風(fēng)送至服務(wù)器入口

    在進(jìn)行行級(jí)制冷架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)人員經(jīng)常會(huì)將行級(jí)空調(diào)器看成與房間級(jí)精密空調(diào)一樣，為服務(wù)器提供冷風(fēng)，因此需要將冷風(fēng)送至服務(wù)器入口。

    然而，這時(shí)對(duì)行級(jí)空調(diào)器的誤解。行級(jí)空調(diào)器的設(shè)計(jì)初衷是熱排風(fēng)吸收器，也就是將服務(wù)器的熱排風(fēng)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(jí)空調(diào)器的設(shè)計(jì)屬性決定其功能如此。

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

    在行級(jí)空調(diào)器出口設(shè)計(jì)導(dǎo)流板是不可取的，因?yàn)閷?dǎo)流板容易形成射流，容易造成臨近空調(diào)附近機(jī)架前橫向氣流過(guò)快，冷風(fēng)無(wú)法進(jìn)入機(jī)架。

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