淺談數(shù)據(jù)中心機房制冷系統(tǒng)設計

　　摘要：在機房系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)是極為重要的組成部分，僅僅通過冷卻源的大小來對數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)的質(zhì)量進行衡量是完全不夠的，只有對空調(diào)氣流運動方法、冷熱交換面連接、氣流運動阻力等各方面系統(tǒng)進行充分考慮，才能獲得良好效果。文章根據(jù)數(shù)據(jù)中心氣流運行、設計位置等各方面開展分析和了解，對機房存在的環(huán)境熱區(qū)和機柜熱死區(qū)進行有效說明，其往往是因為設備布置不合理導致的，冷熱通道氣流混合，因為靜壓室空氣泄漏過多而造成的。經(jīng)過對數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)進行分析，不但能夠提供冷卻的效率，并且能夠規(guī)避機房發(fā)生環(huán)境熱區(qū)和機柜熱死區(qū)等狀況，因此，空調(diào)系統(tǒng)的氣流配送是數(shù)據(jù)中心得到高效率熱交換的重要部分。

　　關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心;機房制冷;系統(tǒng)設計

　　引言：機房建設數(shù)據(jù)系統(tǒng)型的項目，每個專業(yè)都是高度技術(shù)性的，并且彼此之間密切相關(guān)，我認為機房的熱交換系統(tǒng)屬于極為重要的一項系統(tǒng)，目前，筆者根據(jù)自己的經(jīng)驗進行分析。IDC機房環(huán)境有必要對計算機等電子設備以及員工對溫濕度、清潔度、噪聲干擾、電能質(zhì)量、安全防范、振動、防雷等要求進行有效滿足。并且應該屬于安全、可靠、舒適、節(jié)能可擴展的機房。

　　1數(shù)據(jù)中心機房的概述

　　數(shù)據(jù)中心(IDC)機房設計集成了建筑、暖通、電氣、消防、智能等各種專業(yè)技術(shù)。IDC機房應該擁有“良好的安全作用;可靠和不可中斷的品質(zhì)”的特征。機房建設屬于系統(tǒng)性的工程，每個專業(yè)都是高度技術(shù)性的，并且彼此之間密切相關(guān)。數(shù)據(jù)中心機房是信息發(fā)展的重要內(nèi)容，承擔各種業(yè)務系統(tǒng)，收集、存儲、備份的所有上報數(shù)據(jù)，是全天工作的重要任務。伴隨科學技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，并且設備的數(shù)量也在持續(xù)增加，機房使用的設備也更加小型化和高效，設備的安置也越來越密集。

　　機架式服務器的高密度放置和刀片服務器的廣泛使用，與服務器多核處理器、熱源集中、布局分散等實際問題，因此對機房的制冷系統(tǒng)提出了更為嚴格的磨煉。因為目前已有的機架式服務器是是垂直堆放的，需要柜體上、柜體中、柜體下保證穩(wěn)定均勻的溫度場，才能達到水平“層流式”的開展熱交換。

　　僅僅加大空調(diào)的制冷量是不能滿足實際需求的，只有對空調(diào)的氣流流向以及氣流流量進行控制，才能為設備供應更加高效的制冷，避免導致環(huán)境熱區(qū)與柜體熱死區(qū)的形成。本文根據(jù)機房建設的實際過程中，對機房制冷系統(tǒng)開展了相應介紹。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計，中國在2011年的時候數(shù)據(jù)中心整體耗電量達到了7×1011kW·h，占據(jù)了社會整體用量的1.5%。在數(shù)據(jù)中心的各種系統(tǒng)中，IT核心設備能耗占據(jù)主導地位，占據(jù)總能耗的50%，然后是空調(diào)系統(tǒng)占據(jù)了能量消耗的40%。

　　2機房分區(qū)和環(huán)境要求

　　例如：在一個單位中數(shù)據(jù)中心處于一樓，面積大約是115m2，根據(jù)系統(tǒng)機房的分區(qū)布置，具有擴充不便利、氣流循環(huán)換熱系統(tǒng)阻力大、各區(qū)域溫度與濕度場不平均等缺點。結(jié)合該地區(qū)未來幾年的業(yè)務發(fā)展需要，在設計的時候采用開放式布局(如圖2)，它不僅提高了空間利用率，方便系統(tǒng)空間進行擴展，并且方便進行規(guī)劃，因為該制冷使用的是地板下送風制冷的方法，考慮了機房防靜電地板的選擇與地板下橋架的設計。首先，確保地板下送風十分通暢;其次，確保地板間隙的緊密度，保持地板壓力;最后，利用新風系統(tǒng)來確保機房正壓，如果發(fā)生了負壓，將會導致冷卻系統(tǒng)的效率不斷降低，高溫高濕氣體進入機房，換熱效率低。

　　3服務器和空調(diào)部署

　　因為機房中目前已有的服務器都屬于標準機架服務器，熱耗散方法均為前進風、后排風，因此，根據(jù)這種模式，對于服務器柜的需求和防止順序開展了相應的規(guī)劃設計。一方面，在選擇機柜的時候我們使用前后兩側(cè)均為網(wǎng)鋼板制作的機柜，開孔的幾率高達70%，有效降低了機柜內(nèi)外的空氣阻力;柜體深度在1米以上，方便柜體后排走線，不對關(guān)門與熱風排出進行影響。另一方面，我們將石牌機柜實施冷熱通道劃分，為了確保服務器機柜間冷熱氣流的良好循環(huán)，逐漸提升了冷卻系統(tǒng)的顯熱交換率。

　　由于對主機房面積115m2左右進行考慮，送風面積并不大，而在機房中選擇兩臺空調(diào)進行供風制冷，而空調(diào)安裝的位置選擇在機房的東面，地板下送風的平衡是相對的，并且地板下的氣流具有不對稱的問題，是的靜壓箱氣流運行受阻礙的問題不受影響，與之相反，因為東部和西部之間的距離大約為11米，假如東部和西部兩臺空調(diào)機房相互對吹，就會形成摩擦與碰撞，對空氣供給效應產(chǎn)生影響(如圖3)。

　　4空調(diào)制冷量配置

　　根據(jù)未來機房擴建需求，機房總熱量在50-7OKW間，我們采取的為兩臺60KW制冷量的精密空調(diào)，并且每臺空調(diào)都是雙壓縮機和風扇，筆者認為，選擇一臺容量大的制冷空調(diào)并不容易，因為機房精密空調(diào)的制冷量是根據(jù)需求動態(tài)運行的，如果風機不運作，精密空調(diào)將會停止運行。

　　壓縮機運行量不匹配會導致壓縮機頻繁啟動，對空調(diào)使用的壽命產(chǎn)生影響，因此選擇一個中等容量的壓縮機，多壓縮機循環(huán)工作，不但能夠讓系統(tǒng)穩(wěn)定、熟讀場更加穩(wěn)定，還能延長空調(diào)應用壽命。此外，在一定的熱負荷下，冷風氣流流向、流速、流量是處理換熱系統(tǒng)中處理熱區(qū)的根本要求，合理設置防靜電地板通風管道與出風口，能夠?qū)χ评淇刂屏飨蜻M行控制，有效降低空調(diào)制冷，降低能耗。

　　5冷風矢量控制和擴展

　　在對機柜完成布置以后，我們應該根據(jù)鵲羽對服務器實現(xiàn)功能劃分，在數(shù)據(jù)庫服務器區(qū)和刀片服務器區(qū)機柜前設置雙開口出風地板，可以根據(jù)它的熱源密度調(diào)節(jié)冷空氣矢量，確保熱源密集區(qū)機柜上端在集中熱源區(qū)域可以獲得冷熱交換，防止柜體形成“熱死區(qū)”。

　　由于業(yè)務的持續(xù)進程，服務器數(shù)量也在持續(xù)增長，必將出現(xiàn)機柜擴展的問題，在進行機房設計的初期，不但要對擴建空間進行規(guī)化，還必須對未來的冷空氣系統(tǒng)有沒有包含這一區(qū)域�；�于此，機房作用分區(qū)的開拓極為關(guān)鍵。早期的新機柜的的擴張，機房可以使用“微環(huán)境”制冷(一個機柜中的制冷)，到時候?qū)�會有一個基于柜體的散熱系統(tǒng)，所以有必要對這項新技術(shù)的開發(fā)引起重視。

　　6室外機器的安裝和后期維護

　　在精密空調(diào)中，空調(diào)室外風機是重要部分，因為機房在一樓，因此將外機放在機房北墻外側(cè)，并且剛好處在汽車通過的地方，在設計過程中應該在外部按照保護鐵網(wǎng)，距離地面0.5米，規(guī)避因空調(diào)關(guān)閉而造成安全事故。因為對后期維護進行考慮，有必要提前滿足暖通專業(yè)要求，并在外部機房周圍設置一個壓力出水口，便于外部空調(diào)的清洗，特別是在風沙滿天的時候，這一設計就顯得十分重要。

　　金融論文投稿刊物：《金融科技時代》(月刊)創(chuàng)刊于1992年，本刊辦刊宗旨為展示海內(nèi)外華南、港澳地區(qū)金融電子化、信息化最新動態(tài)及發(fā)展趨勢;反映現(xiàn)代金融科技最新技術(shù)和科研成果。

　　結(jié)論：綜上所述，機房制冷系統(tǒng)和機房裝修、弱電、新風等專業(yè)都有著極為密切的聯(lián)系，不能離開設計的本身。此外，有必要根據(jù)設備制冷方法的差異，有必要采用不同的制冷措施，從而獲得更高的制冷效果，以此來完善數(shù)據(jù)中心機房制冷系統(tǒng)的設計。

　　參考文獻：

　　[1]陳修敏, 張九根. 數(shù)據(jù)中心機房空調(diào)系統(tǒng)設計及氣流優(yōu)化分析[J]. 流體機械, 2014, 000(011):79-82.

　　[2]黃小青. 淺談數(shù)據(jù)中心機房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設計[J]. 電子技術(shù)與軟件工程, 2015(10):67-67.

　　[3]王金紅, 吳一兵. 淺談機房制冷系統(tǒng)節(jié)能措施[J]. 金融科技時代, 2011, 019(008):P.48-49.

　　[4]邢紀鋒. 淺談某銀行數(shù)據(jù)中心機房暖通設計[J]. 制冷與空調(diào)(四川), 2018, 32(003):286-289.

　　[5]何曉梅, 馮梅, 李捷,等. 企業(yè)數(shù)據(jù)中心建設實踐之制冷系統(tǒng)設計要點淺談[J]. 信息系統(tǒng)工程, 2013.

　　作者：吳南路

轉(zhuǎn)載請注明來自發(fā)表學術(shù)論文網(wǎng)：http:///nylw/24567.html