空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計及運維中的四大誤解

    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(yīng)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(fēng)溫差大，要求進風(fēng)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(fēng)溫度設(shè)定為18℃，氣象局高密機架進風(fēng)溫度定為20℃;低功率密度的設(shè)備，進出風(fēng)溫差僅有幾度。

    (2)需要控制的是IT設(shè)備的進風(fēng)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(fēng)口參數(shù);

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

    誤解二：降低送風(fēng)溫度設(shè)定點就必能提高制冷能力

    當(dāng)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(fēng)溫度設(shè)定點，以期提高制冷系統(tǒng)的制冷能力來降溫和消除熱點。

    調(diào)低送風(fēng)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(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。總之，主要的參數(shù)是室外溫度和IT機房送風(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(dāng)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(fēng)繞過了IT設(shè)備的進風(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(fēng)送至服務(wù)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(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(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(fēng)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(fēng)。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(dǎo)流板是不可取的，因為導(dǎo)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(fēng)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(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)。<