• 空调制冷编制打算及运维中的四个常睹歪曲

    工程设计

      按照机房设计标准,简单严格地设置机房环境温湿度,不适应现代数据中心机房要求。

      高功率密度的设备由于进出风温差大,要求进风温度较低,以保证CPU等元器件温度不超标,至高t可达15℃~20℃。例如曙光星云机(高功率密度)进风温度设定为18℃,气象局高密机架进风温度定为20℃;低功率密度的设备,进出风温差仅有几度。

      至低温度:18℃;至高温度:27℃;至低湿度:5.5℃DP(露点温度);至高湿度:60%RH(相对湿度),同时15℃DP(DP露点温度

      当数据中心运维人员发现数据中心温度较高,或局部存在热点时,他们毫不犹豫地去降低精密空调的送风温度设定点,以期提高制冷系统的制冷能力来降温和消除热点。

      调低送风温度有助于减少热点的说法貌似合乎逻辑,但在处理热点时实为不得已而为之的下下之策,因为这会降低整个制冷系统的效率和制冷量。这种方法的效果取决于CRAC/CRAH的工作状态。如果制冷系统尚有多余容量(即工作负载不足100%,未达到制冷极限),那么调低温度设定值的做法具有积极效果。如果CRAC/CRAH的位置靠近热点,则调低温度设定值可以降低热点处的温度。但倘若CRAC/CRAH正以至大容量(100%满负载)运行,由于系统已达到制冷极限,调低温度设定值是没有效果的。每个制冷系统在给定环境条件下都有固定的至大制冷容量。温度设定值调低后,“至大”制冷容量也随之降低。

      在调低制冷单元的温度设定值之后,制冷量为何会下降?这个问题很好回答,我们只需关注整个制冷系统的用途即可。制冷系统用于收集数据中心内的多余热量并将其排出室外,这一过程可通过一个蒸汽压缩循环来完成,如直膨式设备(DX)或使用节能冷却模式。根据热力学第二定律,必须利用输入功率将热量从低温环境转移至高温环境。总之,主要的参数是室外温度和IT机房送风温度间的温差。两者之间的温差越大,制冷系统的工作量也越大,从而导致制冷系统的总制冷量降低(假设室外温度是恒定的)。

      因此,降低精密空调的温度设定点并不一定能消除热点,反而有时候会降低空调机的制冷能力。

      当数据中心存在热点时,数据中心的运维人员通常会认为是空调的数量不足,需要增加空调的数量以增加制冷能力来消除热点。实际上,热点的产生并非是制冷量不足或热负荷过大,而是制冷量未能得到充分的利用。换句话说,有可能制冷量是充足的,但未能在需要制冷的区域提供充分的制冷量,这是由于缺乏气流组织所造成的。

      UptimeInstitude的一项调查研究显示,虽然某些IT机房的制冷量已高达需求量的15倍,但机房中仍有7%~20%的机架存在热点。究其原因,竟是送入的冷风绕过了IT设备的进风口。正确的解决方案是采用气流遏制等方法,然后再核定是否需要增加制冷设备。

      因此,热点并不意味着需要增加更多的制冷设备,而是需要分析热点产生的根源,采取一些建议的有效措施,再核定是否需要增加制冷单元。

      在进行行级制冷架构设计时,数据中心的设计人员经常会将行级空调器看成与房间级精密空调一样,为服务器提供冷风,因此需要将冷风送至服务器入口。

      然而,这时对行级空调器的误解。行级空调器的设计初衷是热排风吸收器,也就是将服务器的热排风就地收集,降低温度并将热量传递至室外,从而避免了冷热气流的混合。

      比如:其外观设计和机架是一致的,并紧靠热源放置,大大缩短了送回风的路径,降低能耗。同时,其采用后进前出的气流模式,与机架气流相互平行,因此,在机架高度方向,更容易收集热排风。还有就是采用变频制冷量设计,使其排热能力与机架的发热能力动态匹配,更好地收集并压制热量。

      在行级空调器出口设计导流板是不可取的,因为导流板容易形成射流,容易造成临近空调附近机架前横向气流过快,冷风无法进入机架。

      因此,行级空调不是空调冷却器,而是热排风吸收器。不需要将冷风送至服务器入口,关注的是如何收集热排风。

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    2019-11-29 00:09