機房空調采用高效率熱交換系統設計

機房空調采用高效率熱交換系統設計

物理環境空調區保護構造必需保溫密閉。尤其是送風靜壓室，漏風量超過5%，大于新風彌補量，熱交換系統不僅僅是風量散失、靜壓減小，機房還將構成負壓,機房精密空調大風量、小焓差是機房空調與其他空調的本質區別。采用大風量，可以使出風溫度不至于太低，并加大機房的換氣次數，這對服務器和計算機的運算都是有利的。機房的短時間內溫度變化太大會造成服務器運算錯誤，機房濕度太低會造成靜電。機房一旦是負壓，又造成冷卻系統（制冷效率低），高溫高濕氣體進入機房，機房溫濕度場穩定大，熱交換效率更低。

機柜布局機 精密機房空調柜冷熱通道式布局，高密度裝備分分布局，避免機房、機柜存在熱區。

超高密度機柜（>16kW）疏散布局機房空間不僅擴容便利，還應便于裝置區域化空調。

通過數據中心冷卻系統熱交換的剖析，我們重視IT微環境可以獲得高效率熱交換，是將來數據中心IT熱交換系統不僅是重視的問題，而且無論是機柜、機房空調的配置還能著手解決高效率的熱交換問題是本文闡述的重點。

機房空調機布局

海瑞斯機房空調機安置地位分歧理，也是最常見的問題。由于空調機輸出氣流與機柜垂直，還造成空調正向氣流與側向對撞等，以致輸出氣流動壓阻力增添、射流動壓損耗加大，同時氣流在靜壓室內造成渦流，從而氣流流速受阻，終極導致機柜熱交換風量不足。

數據中心面積≥500m2，空調機輸出氣流（>15m），因為空調數量4～6臺，對于這樣的數據中神思房空調安裝，它是現代數據中心冷、熱通道式布局，克服圖1a中空調輸出氣流遇阻跟地板下氣流亂流的問題。冷熱通道，地板下冷風氣流進入冷通道（機柜背靠背布局），冷風氣流從機柜前部直接進入機柜，機柜后部熱風進入機柜背靠背的熱通道，由熱通道直接回到空調機的回風口。冷熱通道因為冷、熱氣流門路捷徑、系統運行氣流阻減小，同時防止了冷、熱氣流混流。所以，冷熱通道熱交換不僅布局公道，而且冷卻系統顯熱交換效率高達95%。

安裝方法有人提出地板下氣流會造成不對稱的問題，筆者以為地板下對吹氣流均衡是相對的，一側兩臺工作、另一側一臺或兩臺工作都能夠，所以，地板下氣流運行不存在對稱不對稱問題。由于，地板下靜壓室空間是等壓的問題，只有輸出氣流不發生近間隔絕對摩擦碰撞（如正向與側向氣流頂嘴如圖2a所示）。所以，空調機兩側安裝數量對稱是相對的，系統冷量匹配、機組故障等運行狀況錯誤稱是相對的，不影響靜壓室氣流運行流量碰壁的問題；

機房空調機 精密機房空調冷量配置數據中心運行存在熱區，認為是系統冷量不足問題，所以，選配空調機時往往只看重冷量問題，盼望單體空調冷量偏大（60～70kW）。對于數據中心熱交換存在熱區，而造成熱區不僅僅是冷卻容量問題，是熱交換系統存在著潛在的阻力問題（靜壓室空間偏小，如地板基本高度<350mm，線纜槽架偏高>150mm，靜壓室漏風>10%等），頂部回風空間氣流受阻（頂棚距主梁下距離<200mm，線纜、消防管道布局混亂不規矩等），所以，機房呈現熱區是空調系統運行氣流受阻問題造成的。

中小型（500m2）以下數據中央，不宜選擇單臺大容量的制冷系統。假設一個中小型數據中心系統總熱量180kW，咱們對抉擇50kW四用一備、仍是挑選70kW三用一備的系統運行情形比擬一下：精細空調機，制冷量是動態按需要投入運行 精密機房空調的,機房專用空調顯熱比是顯冷量與總冷量的比值。空調的總冷量是顯冷量和潛冷量之和，其中顯熱制冷是用來降溫的，而潛冷是用來除濕的。機房的熱量主要是顯熱，所以機房空調的顯熱比較高，一般在0.9以上（普通舒適型空調只有0.6左右），而風量是高牢靠離心風機大風量基礎是滿負荷投入運行的，風機不工作，精密空調將結束運行。對系統制冷量（屬于中小型數據中央），壓縮機運行數量匹配問題會造成壓縮機頻繁啟動，同時風機運行數目是三臺，比中容量壓縮機少一組風機運行所以，取舍中容量壓縮機（50kW雙緊縮機、雙風機），熱交換系統風量冗余運行占領上風：熱交換體系可取得充分的風量進行高效力顯熱交換，不僅系統溫、濕度場運行穩固，而且制冷效率高達95%，節儉電能明顯。相反，對系統靠冷卻風量帶走熱量的熱交流系統，尤其是顯熱交換效率將<90%。所以，精密空調熱交換系統風量是主體，制冷量是動態的附體，在必定的熱負荷下，冷風尚流流向、流速、流量（克服系統阻力）是解決熱交換系統存在熱區的根本請求。古代精密空調系統比傳統精密空調機風機交換調頻、直流調壓，可失掉風量、風壓無級調劑，尤其是高余壓據有熱交換系統氣流運行戰勝系統阻力的優勢，是中小型數據核心合適選用的精密的高可用性品牌。

數據中心熱交換系統冷源（制冷系統）和熱源（IT發燒系統）總稱都是冷卻系統。通過對機房環境、機柜等存在熱區來看，目前數據中心冷卻系統基本還是采取傳統精密空調等冷卻系統。索克曼精密空調（大風量、小焓差）已在計算機房熱交 精密機房空更換系統運行了近40年。現在盤算機房已進入數據處置、傳輸網絡化的機房，機柜式服務器向超高密度發展，超級小型機等也都進入機柜，因而，機房熱交換系統不在是單一的、傳統的下進風熱交換系統。熱交換氣流由下進、機柜前進、側進等多種運行方式，由于服務器是垂直疊加式安裝，要求機柜上、中、下溫度場平均、穩定，才干使機柜獲得程度層流式的進行熱交換。

由于IT設備結構、熱交換路徑變了，而傳統的精密空調運行結構基本不變。所以，傳統數據中心冷卻熱交換系統不僅熱交換效率低于88%，系統運行耗能大還難于解決系統存在的環境熱區、機柜熱死區。至今，對于機房存在熱區還是給人的假象是制冷系統容量不足，從而在增長冷源上做文章。實際證實，一些數據中心增加了空調的配置，然而，系統的熱區并沒有得到很好的解決。

數據中心熱 精密機房空調交換系統不僅僅是冷源問題，冷源是基本的配置，而對空調機氣流運行的配置往往器重不夠。因為，熱交換的中心是冷風氣流的流量問題，也就是說，冷卻系統冷量充足，不即是IT微環境可能獲得高效率的熱交換。尤其是高熱機柜顯熱不能得到很好的熱交換，而造成系統環境熱區、機柜熱逝世區，它是傳統機房廣泛存在的問題，也是筆者訪問數據中心常見到的問題。

風冷式直接膨脹機組從房間汲取熱量通過冷凝器傳遞到室外空氣中。機組安裝結束后，室內機組于室外冷凝器形成閉合回路。安裝方便快捷，實用于水源缺少的地域和無冷卻水系統的場合。