數(shù)據(jù)機房解決散熱問題方案探討

1、數(shù)據(jù)機房解決散熱問題方案探討12020 年 4 月 19 日文檔僅供參考，不當之處，請聯(lián)系改正。從當前看來，空調(diào)系統(tǒng)制冷量或送風量設計過小、機房大環(huán)境氣流組織不合理、機柜內(nèi)部小環(huán)境氣流組織不合理、機柜發(fā)熱量過大、機柜排列過于密集等問題是導致局部過熱的主因，解決這些因素，應從機房的規(guī)劃設計、制冷系統(tǒng)設計和設備選型、應用維護等三個方面著手予以分析論證，并給出高密系統(tǒng)的解決辦法。一、數(shù)據(jù)中心機房的規(guī)劃設計1、對機房進行分類明確定義功率密度。根據(jù)機房數(shù)據(jù)設備安放與耗電密集度，將機房分為高負荷機房、中負荷機房及低負荷機房三種，其單位面積和單機柜耗電指標、單機柜設備配置數(shù)量限值見表1。表 1 單位面積和單

2、機柜耗電指標、單機柜設備配置數(shù)量限值注：單機柜功率超過 4kVA/柜時，應根據(jù)機柜發(fā)熱量有針對性進行調(diào)整。22020 年 4 月 19 日文檔僅供參考，不當之處，請聯(lián)系改正。2、減少機房受環(huán)境影響。對于新建機房，能夠考慮外墻的朝向，將機房設計在建筑的東側或北側，在相對一側留有走廊等通道。機房內(nèi)盡量不設計窗口，選用密封性能好和自動關閉式的防火門。3、適當?shù)臋C房面積。大型數(shù)據(jù)中心機房不宜正方形，而是適應長條形，經(jīng)濟面積宜為500 至 800 平方米。4、合理布置設備。布置數(shù)據(jù)中心設備區(qū)域，應根據(jù)設備種類、系統(tǒng)成組特性、設備的發(fā)熱量、機柜設備布置密度、設備與機柜冷卻方式等，合理考慮機房區(qū)域、機柜列組

3、、機柜內(nèi)部三個層面的精密空調(diào)設備制冷的氣流組織。設備布置應明確劃分冷熱通道 , 以保障送風氣流直接送至冷通道。當機柜內(nèi)或機架上的設備為前進風 / 后出風方式冷卻時，機柜或機架的布置宜采用面對面、背對背方式。熱通道間距應大于冷通道間距，以有利于熱通道散熱。一般采用地板下送風上部回風的氣流組織方式，其送風通道和回風通道均可在需要的位置開設風口。采用架空地板作為送風靜壓箱，架空地板的高度應根據(jù)負荷密度、機房面積綜合確定。地板下面禁止走線纜、水管，以防止阻塞風道。32020 年 4 月 19 日文檔僅供參考，不當之處，請聯(lián)系改正。二、制冷系統(tǒng)設計和設備選型當前數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)都必須符合可擴展性和適應

4、性、標準化、簡單化、智能化、可管理化等五種關鍵要求。當前的設計思路和設備沒有解決的、最為緊迫的核心問題是數(shù)據(jù)中心適應變化能力較差。數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)必須對不斷變化的要求有更強的適應能力，對不斷增長和無法預測的功率密度制定規(guī)劃，同時要設計出冷卻系統(tǒng)適應能力強甚至易于改進。數(shù)據(jù)中心設計中最重要的一個部分就是冷空氣的供應和排出的熱空氣的回流路徑，這對于高密度環(huán)境極具有挑戰(zhàn)性，因為氣流速度必須克服空氣分配和回流系統(tǒng)的阻力。故要解決冷卻系統(tǒng)的問題，就需要對現(xiàn)行的設計思路進行改進，主要包括冷卻設備技術和設計的改進，以及如何測定數(shù)據(jù)中心的冷卻要求等。1、選用高效機房專用空調(diào)設備(1) 機房空調(diào)機組根據(jù)冷源及冷

5、卻方式一般可分為風冷、水冷、雙冷源機組等 , 對于機房熱負荷較小或采用地板送風方式受建筑條件限制的中、小型數(shù)據(jù)中心機房，可考慮采用管道上送風方式，并使送風口盡量接近機架; 對于高發(fā)熱密度的大、中型數(shù)據(jù)中心機房，優(yōu)先采用水冷式空調(diào)制冷機。北42020 年 4 月 19 日文檔僅供參考，不當之處，請聯(lián)系改正。方地區(qū)采用水冷冷水機組的機房，冬季可利用室外冷卻塔作為冷源，經(jīng)過熱交換器對空調(diào)冷凍水進行降溫; 大型的數(shù)據(jù)中心可采用中央空調(diào)。中、小型數(shù)據(jù)中心機房，可考慮采用風冷式空調(diào)制冷機，但必須保證室外機有足夠的安裝空間。空調(diào)系統(tǒng)可采用電制冷與自然冷卻相結合的方式。(2) 空調(diào)機組一般采用大風量小焓差設計，配置直聯(lián)、高靜壓、無級調(diào)速風機的空調(diào)機組。采用高效節(jié)能的渦旋壓縮機，高效 EC電機驅動風機，無渦殼外轉子風機葉輪，風量要滿足90 換氣次 / 小時，風壓需滿足最大300Pa 可調(diào)的要求。(3) 冷量應與機房設備的額定發(fā)熱量建立函數(shù)關系，一般采用機房的總冷量等于機房 UPS額定可用容量的 1.3-1.5 倍作為經(jīng)驗數(shù)值。這需了解其配置的壓縮機規(guī)格，并聯(lián)空調(diào)機組運行的相互影響程度，當以冷量計算粗選各廠家相近的空調(diào)設備時，必須對其送風量進行復核，處理焓差應按2.5Kcal/Kg干空氣左右選用。盡管很多空調(diào)產(chǎn)品顯冷量比例很高，但實際工作溫度下顯冷