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数据中心冷源的挑选使用不简单!

时间:2023-03-19来源:乐虎最新官网 点击: 13 次

  我国面积有960万平方公里,幅员辽阔,经度从东经72度到135度,按世界时区区分,我国横跨五个时区。我国地势杂乱,温度散布极端不均,从南到北大约可分为五个温度区域:热带、亚热带、温带、中温带、寒温带。

  依据冷量巨细可分为:大型空调冷源(Q3000kW)、中型空调冷源(500kW

  依据是否带有节能功用可分为:一般空调机组、带热收回空调机组、freecooling式空调机组。

  空调体系冷源的多样性及我国温度散布的不均匀,决议了我国数据中心冷源挑选的多样性。依据不同区域的气候特色,挑选适宜节能的数据中心冷源,是数据中心建造中一项十分重要的作业。数据中心冷源的挑选,不只需考虑到机房的实践需求,更应该结合不同区域的温度状况,尽或许地使用天然冷源,下降机械制冷的使用时刻,这样才干建造出绿色节能的数据中心。下表为不同温度带对应冷源的挑选。

  我国动力散布不均,并且不同区域动力散布差异很大。这就要求咱们在进行数据中心冷源挑选的时分,要充沛考虑到动力方面的要素,详细准则如下表。

  跟着大数据年代的降临,数据中心规划现已变得越来越大,而不同规划的数据中心关于冷源的挑选有不同的要求,挑选是要依据数据中心的巨细来挑选冷源的办法。详细如下表不同规划的挑选:

  近年来跟着云计算技能的快速开展,全球数据中心开端向着巨型化的方向开展,单机柜功率密度不断提高,5KW、7KW、10KW乃至几十KW功率机柜已逐渐成为惯例装备。新一代数据中心更显着的体现为:规划更大、密度更高、制冷要求更高、部分过热成为常态等特色。数据机房的高功率密度化对空调体系的制冷及机房散热提出了更高的要求,空调体系短时刻的供冷中止都会形成IT设备过热宕机,传统风冷空调的制冷办法已无法满意机房制冷需求。怎么确保新一代数据中心空调体系的能够长时刻、持续、安稳的为数据中心机房供给所需的环境温度、湿度成为每个数据中心运维办理人员有必要面临的问题,而空调体系的供电办法对上述确保要求能否到达起着要害作用。

  传统数据中心一般功率密度较低,大都单机柜功耗低于2KW,在空调体系毛病中止供冷时,只需坚持IT设备供电接连,经过添加风机、开窗等手法仍可坚持数据中心接连不中止运转,因而在传统数据中心的运维办理中空调体系的重要性往往不像供电那样受到重视。新一代数据中心对运维办理的要点进行了从头界说,空调体系与数据中心供电相同决议着数据中心能否安全安稳运转。

  有研究者在作业中依照ASHARE规范测验办法,使用假负载对模仿了一个规划功耗5KW/机柜机房失掉空调制冷后机房温度上升状况。实验挑选一个350平米机房内,机房内装置机柜158个。测验前发动假负载和空调,使机房温度到达数据机房正常运转安稳状况。封闭机房两边结尾空调模仿空调失掉供冷。空调制冷体系中止运转后,靠机房空间的冷量只能坚持不到3分钟。

  由此可见跟着IT设备功率密度的不断提高,数据机房答应的空调中止运转时刻已成为分钟级,在此条件下经过运维人员“现场修理”来扫除空调体系毛病康复机房制冷已不再或许。空调体系短时刻中止运转都会形成机房内热量的快速堆积,并引发设备高温宕机,因而确保空调体系安全安稳运转的供电体系的重要性也进一步凸显。

  (2) 由冷水机组+冷冻水泵+冷冻水供水、回水管路组成的空调冷冻水体系;

  (3) 由分水器+结尾空调+风机盘管+集水器+冷冻水泵组成的空调制冷量分配体系。

  一起为确保冷冻水供水和冷却水供水体系均能牢靠、安稳运转,规划中将冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵分水器、集水器、主管路等都规划成1+1冗余备份办法。虽然空调体系的规划中选用了冗余等多重确保办法,但若空调体系供电规划中一些缺点依然离不开一个高牢靠的供电体系来确保空调体系能够持续安稳的为数据机房供给制冷。

  水冷空调体系供电规划中冷冻水泵、冷却水泵、结尾空调等要害设备一般选用双路市电+ATS开关的冗余型供电计划:

  关于选用低压油机作为后备电源的数据中心,空调体系一般规划为有油机确保的双路市电输入+ATS开关,正常运转时两路市电首要馈送至ATS开关,并能够挑选其间一路作为主用,另一路作为备用。正常运转时由作为主用的一路向水泵、结尾空调等设备供电,当主用路毛病是能够主动切换至备用路作业。ATS开关的转化能够在秒级时刻内完结,秒级的中止彻底满意空调体系中止运转时刻要求。

  关于选用高压油机作为后备电源的数据中心,因为现在一些区域的电力主管部门往往会对高压油机的主动投切进行约束,人工投切会延伸高压油机供电康复时长,因而大都空调体系供电规划中会为结尾空谐和冷冻水泵装备UPS、EPS等不间断电源确保在高压油机投切器材的接连供冷。

  在上述两种惯例规划中均选用ATS作为完成双路供电主动切换的要害器材,可满意一般但从ATS实践使用作用看ATS依然存在必定的毛病率导致该动作不动作或误动作等。ATS承载下端一切水泵或结尾空调的负荷,存在显着单点毛病,ATS毛病将导致下端一切设备断电。关于高功率密度的数据机房,ATS毛病可形成结尾空调中止供冷机房温度快速上升或冷冻水泵停转结尾空调无冷量弥补从而形成机房高温宕机危险。为防止将一切鸡蛋放在一个篮子中的危险,为结尾空调配电体系添加一个ATS开关,将相互距离的空调分属不同配电体系,提高高功率密度数据机房安全性。

  因为高功率密度数据机房在空调失掉制冷条件下机房温度累积十分敏捷,空调设备短时刻中止供冷就可形成IT设备高温宕机。因而在进行新一代数据中心的规划规划时应充沛考虑到接连制冷的必要性。一种观念以为,在数据中心规划阶段进行负荷评价时往往大于后期实践装机的负荷,因而以为过度着重接连制冷一方面会形成空调体系配电设备出资的加大,另一方面还或许形成后期设备使用率低一级问题。但依照IT技能的开展趋势,每5年左右功率密度会有一次技能更新,而数据中心一般规划生命周期一般不低于30年,因而在数据中心的规划规划阶段有必要考虑到后期扩容和技能更新。

  数据中心接连制冷的完好处理计划不只包含空调结尾、冷冻水泵的不间断运转,还应设置蓄冷罐储藏必定的冷冻水用于冷水机组中止作业时能够经过蓄冷罐向空调水体系弥补冷水。为空调结尾和冷冻水泵均装备UPS坚持数据机房的结尾空调在市电停电、高压油机康复供电前机房内空气持续循环活动,转将冷冻水管路中冷冻水持续被输送至空调结尾机房供给冷量,储存在蓄冷罐内的冷冻水弥补到管路中为冷冻水管路中持续弥补冷量以满意接连制冷需求。

  处理空调体系接连制冷需添加蓄冷罐、UPS、蓄电池组及管路等,这些会添加数据中心建造初期的出资,但会是数据中心后期事务开展的适应性大大增强。一旦建造初期未规划待后期再行优化改造不只添加带事务改造的危险并且会形成出资进一步加大。现在部分新建数据中心呈现的因前期未考虑接连制冷投产后不满意制冷需求而不得不进行改造的事例很值得考虑,上述状况的呈现一方面因规划初期对功率密度的增加缺少长时刻考虑,另一方面临高功率密度机房失掉制冷状况下的温升状况缺少全面知道。

  关于冷冻水型空调体系,结尾空调的首要耗电为风机。风机首要为理性负载,在电流骤变时一般以为会发生较大的冲击电流,特别从停止状况忽然发动,这一点在传统AC风机上体现更为杰出;冷冻水泵则是典型的理性负载突加负载时冲击电流更大,一般会到达额定负载的6、7倍。根据上述原因,一般以为假如给结尾空谐和水泵装备不间断电源(UPS或EPS时)有必要要考虑冲击电流的容量。但从实践使用看,当结尾空调或水泵的市电供电中止时UPS蓄电池会当即经过逆变器承当负荷,此刻风机或电机仍在高速旋转,其冲击电流与从停止状况忽然加载时彻底不同的。结尾空调风机一般功率较小,因而一般UPS彻底能够作为备用电源,关于水泵类负荷,应负荷较大可选用抗冲击才能更大的EPS更为适宜。

  在新一代数据中心冷水型空调体系的结尾空调选型时,部分数据中心挑选带加湿加热功用的结尾空调,但从运维经历主张尽或许将机房制冷和加湿分隔处理。众所周知,空气湿度会跟着温度的改变而改变,特别关于装机过程中的数据机房因为机房装置的机柜方位、单机柜发热量等不同必然会形成不同方位温度、湿度不同。制冷、加湿、加热一体的结尾空调为了到达设定的温湿度值难以防止呈现加热与制冷打架、加湿与初始打架现象,大大添加了运转功耗。

  选用专用加湿机,例如在机房装置专用的水膜加湿机,不只能耗大大下降并且能够有用防止上述打架现象,下降机房制冷全体能耗。

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