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数据中心冷源选择及应用指南

本篇文章给大家谈谈数据中心冷源选择及应用指南,以及对应的知识点,文章可能有点长,但是希望大家可以阅读完,增长自己的知识,最重要的是希望对各位有所帮助,可以解决了您的问题,不要忘了收藏本站喔。

一、不同气象区的选择

1、我国五大气象区域的气象特点我国是一个幅员辽阔的国家,面积有960万平方公里。经度范围为东经72度至东经135度。按照国际时区,我国横跨五个时区。我国地形复杂,气温分布极不均匀。从南到北大致可分为热带、亚热带、温带、中温带、寒温带五个温带。

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各区域范围如下:

2、常用冷源的分类根据冷却方式不同可分为:水冷式和风冷式。

按制冷量可分为:大型空调冷源(Q3000kW)、中型空调冷源(500kW)

根据是否具有节能功能可分为:普通空调机组、带热回收空调机组、自然冷空调机组。

空调系统冷源的多样性以及我国温度分布的不均匀性,决定了我国数据中心冷源选择的多样性。根据不同地区的气候特点,选择合适的节能数据中心冷源是数据中心建设中非常重要的工作。数据中心冷源的选择不仅要考虑机房的实际需要,还要结合不同地区的温度条件,尽可能利用天然冷源,减少机械制冷的使用时间。只有这样,才能建设绿色节能的数据中心。下表为不同温区对应的冷源选择。

二、不同资源现状的选择

我国能源分布不均,不同地区能源分布差异较大。这就要求我们在选择数据中心冷源时充分考虑能源因素。具体原则如下。

随着大数据时代的到来,数据中心的规模越来越大,不同规模的数据中心对于冷源的选择有不同的要求。选择是根据数据中心的规模来选择冷源的形式。不同尺寸的具体选项如下:

三、数据中心水冷空调系统设计

1、现代数据中心发展特点近年来,随着云计算技术的快速发展,全球数据中心开始向巨头方向发展,单机柜功率密度不断提高。 5KW、7KW、10KW甚至几十KW的功率柜已逐渐成为常规。配置。新一代数据中心更显着的特点是:规模更大、密度更高、散热要求更高、局部过热成为常态。数据机房的高功率密度对空调系统的冷却和机房的散热提出了更高的要求。空调系统的短期制冷中断将导致IT设备过热和停机。传统风冷空调的制冷方式已经不能满足机房制冷的要求。需要。如何保证新一代数据中心空调系统能够长期、持续、稳定地为数据中心机房提供所需的环境温度和湿度,成为每个数据中心运维管理者必须解决的问题面,而空调系统的供电方式影响能否满足上述保证要求起着关键作用。

2. 新一代数据中心与传统数据中心的差异传统数据中心普遍功率密度较低,大多数单机柜功耗小于2KW。当空调系统出现故障、停止制冷时,只要持续保持对IT设备的供电,数据中心仍然可以通过添加风扇、打开窗户等方式维持连续不间断的运行,因此在运行和维护中传统数据中心的维护管理中,空调系统的重要性往往不如电源重要。新一代数据中心重新定义了运维管理的重点。数据中心的空调系统和电源决定了数据中心能否安全稳定运行。

工作中,有研究人员遵循ASHARE标准测试方法,采用假负载对模拟设计功耗为5KW/柜的机房空调失电后的温升情况。测试选择了350平方米的机房,机房内安装了158个机柜。测试前,启动假负载和空调,使机房温度达到数据机房正常运行的稳定状态。关闭机房两端的空调,模拟空调制冷量的损失。空调制冷系统停止运行后,机房空间的制冷能力只能维持不到3分钟。

可见,随着IT设备功率密度的不断提高,数据机房允许的空调停止时间已达到分钟级。在这种情况下,已经不可能通过运维人员的“现场维护”来排除空调系统的故障并恢复机房的制冷了。如果空调系统短时间停止运行,会导致机房热量迅速积聚,导致设备因高温而停机。因此,供电系统对于保证空调系统安全稳定运行的重要性进一步凸显。

3. 高功率密度数据中心水冷空调系统的供电设计注意事项新一代数据中心典型空调水冷系统的结构基本上由三大部分组成:

(1)由冷却塔+冷却水泵+冷却水供回水管道组成的空调冷却水系统;

(2)空调冷冻水系统,由冷水机+冷冻水泵+冷冻水供回水管道组成;

(3)空调冷量分配系统,由分水器+末端空调+风机盘管+集水器+冷冻水泵组成。

同时,为了保证冷冻水供应和冷却水供应系统可靠稳定运行,冷水机、冷冻水泵、冷却水泵分配器、集水器、主管道等均设计在1 +1冗余备份模式。虽然空调系统的设计中采用了冗余等多重保障措施,但如果空调系统的电源设计存在一些缺陷,高可靠的电源系统仍然是必不可少的,以保证空调系统能够正常工作。持续稳定地为数据机房提供冷却。

3.1 水冷空调系统供电方案常规设计

在水冷空调系统的供电设计中,冷冻水泵、冷却水泵、末端空调等关键设备一般采用双路市电+ATS交换机的冗余供电方案:

对于采用低压油机作为备用电源的数据中心,空调系统一般设计为双路市电输入+油机保障的ATS开关。正常工作时,两路市电电源首先馈入ATS开关,可选择其中一路,一路主用,另一路备用。正常运行时,主电路为水泵、末端空调等设备供电。当主电路出现故障时,能自动切换到备用电路。 ATS开关的转换可在秒级内完成,秒级中断完全满足空调系统停止运行时间要求。

对于使用高压油发电机作为备用电源的数据中心,一些地区的电力主管部门经常限制高压油机的自动切换。手动切换会延长高压油机的恢复时间。因此,大多数空调系统都是供电的。设计中将为末端空调、冷冻水泵配置UPS、EPS等不间断电源,保证高压油机开关装置的持续冷却。

3.2 水冷空调系统供电方案设计应避免“单点故障”

上述两种常规设计中均采用ATS作为关键器件,实现双路电源自动切换,可以满足一般需求。但从ATS的实际应用效果来看,ATS仍然存在一定的故障率,导致动作不动作或误动作。 ATS承载下端所有水泵或末端空调的负载。存在明显的单点故障。 ATS故障会导致下端所有设备停电。对于功率密度较高的数据机房,ATS故障可能导致终端空调停止对机房制冷,机房温度迅速升高,或者冷冻水泵停止运行,终端空调无法补水。散热能力不足,造成机房高温、停机风险。为了避免鸡蛋放在一个篮子里的风险,在末端空调配电系统中增加了ATS开关,相互隔离的空调分属于不同的配电系统,以提高末端空调的安全性。高功率密度数据机房。

3.3 水冷空调系统供电方案设计应考虑“持续冷却”

由于高功率密度数据机房在空调失冷时温度积累很快,空调设备短时间停止制冷,会造成IT设备高温停机。因此,在规划和设计新一代数据中心时应充分考虑持续冷却的必要性。一种观点认为,数据中心设计阶段的负载评估往往大于后期实际安装的负载。因此,认为过分强调持续制冷,一方面会增加空调系统配电设备的投资,另一方面也可能造成后期设备故障。利用率低等问题。但根据IT技术的发展趋势,功率密度每五年左右就会更新一次,数据中心的一般设计生命周期一般不少于30年。因此,数据中心的规划设计阶段必须考虑到后期的扩展和技术更新。

数据中心持续制冷的完整解决方案不仅包括空调末端和冷冻水泵的不间断运行,还应设置冷储罐,储备一定量的冷冻水,用于向空气中补充冷水冷水机停止工作时通过蓄冷箱调节水系统。空调端和冷冻水泵均配置UPS,以保证数据机房端空调的正常运行。在市电停电、高压油机恢复供电前,室内空气继续流通,冷冻水管道中的冷冻水继续输送至空调端机房提供制冷。将储冷罐中储存的冷冻水补充到管道中,继续补充冷冻水管道中的冷量,以满足持续的制冷需求。

要解决空调系统的持续制冷问题,需要增加冷库、UPS、电池组和管道等,这些会增加数据中心建设的初期投资,但会大大提高数据中心的冷却效率。数据中心后期业务发展的适应性。一旦建设前期没有设计好,后期的优化改造不仅会增加业务转型的风险,还会造成进一步的投资。值得思考的是,目前一些新建数据中心因前期没有考虑持续制冷,无法满足投产后的制冷需求而不得不进行改造的案例。出现上述情况,一方面是因为设计初期缺乏对功率密度提升的长远考虑;另一方面,对高功率密度机房失去冷却时的温升缺乏全面的认识。

3.4 水冷空调系统供电方案设计应考虑启动冲击电流

对于冷冻水空调系统来说,末端空调的主要耗电是风机。风扇主要是感性负载。一般认为,电流突然变化时,特别是从静止状态突然启动时,会产生较大的浪涌电流。这在传统AC风扇中更为突出;冷冻水泵是典型的突加负载的感性负载。负载高时,浪涌电流较大,通常达到额定负载的6、7倍。基于以上原因,一般认为,如果为末端空调、水泵配置不间断电源(UPS或EPS),必须考虑浪涌电流容量。但从实际应用来看,当末端空调或水泵的市电供电中断时,UPS电池会立即通过逆变器承担负载。此时风扇或电机仍在高速旋转,其浪涌电流与从静止状态突然加载时完全不同。的。终端空调风机一般功率较小,可采用普通UPS作为备用电源。对于水泵负载,如果负载较大,则采用抗冲击能力较大的EPS较为合适。

3.5 尽可能设置独立加湿器,对机房进行加湿

新一代数据中心冷水空调系统在选择终端空调时,部分数据中心选择带有加湿、制热功能的终端空调。但运维经验表明,机房的降温和加湿尽量分开处理。众所周知,空气湿度会随着温度的变化而变化。尤其是数据机房在安装过程中,机房内机柜安装的位置、单个机柜产生的热量等,必然导致不同地点的温度、湿度不同。为了达到设定的温湿度值,集制冷、加湿、制热于一体的末端空调很难避免制热与制冷、加湿与初始的冲突,从而大大增加了运行功耗。

使用专用加湿器,如在机房安装专用水膜加湿器,不仅可以大大降低能耗,还可以有效避免上述打架现象,降低机房散热的整体能耗。

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用户评论

墨染殇雪

想了解一下现在哪些公司的冷源比较先进啊,听说有些品牌特别耐用

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心脏偷懒

是啊,选择数据中心的冷源真不是一件容易的事,还得考虑各种因素

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〆mè村姑

感觉市面上冷源的种类太多了,看得我眼花缭乱...

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我就是这样一个人

备用方案真的很重要,万一主系统的故障,影响数据的安全性就大了

    有14位网友表示赞同!

关于道别

最近在研究数据中心建设,冷源方面还没完全敲定方案

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终究会走-

希望这篇文章能够深入介绍一些具体的冷源案例,方便参考学习

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你的眸中有星辰

备用电源和冷源都是关键环节啊,能保障数据的稳定性和安全性

    有8位网友表示赞同!

几妆痕

数据中心投资很大,选设备的时候 gotta be careful!

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々爱被冰凝固ゝ

现在很多新技术应用在数据中心里,对对温控的需求越来越高

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毒舌妖后

我公司的数据中心规模正在逐步扩大,冷源的选择非常重要啊

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短发

冷源的维护保养也很重要,得经常检查确保高效运行

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爱你心口难开

听说现在有一些新技术的冷源,节能效果特别好,想了解一下具体情况

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男神大妈

选择冷源不仅要考虑成本,还要考虑到它的使用寿命和维修成本

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仰望幸福

希望这篇文章能够分享一些行业最新的发展趋势,以便做好预判

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有一种中毒叫上瘾成咆哮i

数据中心环境对设备的要求很高,冷源的选择很关键

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独角戏°

文章内容应该有针对性的推荐方案,方便我公司参考和选用合适的冷源

    有20位网友表示赞同!

繁华若梦

感觉现在越来越多人关注智能化数据中心建设了,包括冷源方面的技术也是日新月异的

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夏至离别

数据中心的发展趋势是向高性能、节能的方向发展,对冷源的需求也相应会更复杂

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笑傲苍穹

这篇文章能否详细介绍不同类型的冷源技术的优缺点?方便我做更好的选择

    有12位网友表示赞同!

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