APC行級(jí)空調(diào)介紹

1、1 .機(jī)房制冷分析1) IT設(shè)備對(duì)于運(yùn)行環(huán)境的要求查看主流的機(jī)架式服務(wù)器，我們可以發(fā)現(xiàn) IT設(shè)備對(duì)于運(yùn)行環(huán)境的要求是比 較寬的，例如：運(yùn)行溫度范圍 5 35度，運(yùn)行相對(duì)濕度范圍最大10 90%6冷 凝，電壓范圍是90-264V, 47-63H乙不同的設(shè)備有不同的具體要求。同時(shí)也提出建議，比如，溫度超過(guò)30度可能會(huì)引起可用性降低。海拔高度每上升 300米，溫度范圍降低1度。同時(shí)1小時(shí)內(nèi)溫度變化范圍要求不超過(guò) 3度。2) IT設(shè)備的氣流路徑IT設(shè)備的散熱基本上都采用內(nèi)部安裝軸流風(fēng)機(jī)的風(fēng)冷模式，而絕大多數(shù)的IT設(shè)備如機(jī)架式服務(wù)器都是采用前部吸入冷空氣，后部排除熱空氣的散熱路 徑。如圖個(gè)別產(chǎn)品如Cis

2、co機(jī)架式交換機(jī)要求從側(cè)面進(jìn)風(fēng)，側(cè)面排風(fēng)。這就要求配備特別的側(cè)送風(fēng)附件，將前進(jìn)風(fēng)變成側(cè)一捺隼澎磐或里巡潺要，辿 進(jìn)風(fēng)。因此，制冷系統(tǒng)的氣流路徑設(shè)計(jì), 必須配合和滿足特定的IT設(shè)備的要求，一個(gè)單一的方案很難完美的解決機(jī)房?jī)?nèi)所有的IT設(shè)備的散熱要求對(duì)于特別的IT設(shè)備的散熱要求必須采用必要的附件或輔助措施。某些時(shí)候需要采取分區(qū)布局，分區(qū)制冷的模式。3）風(fēng)量與發(fā)熱量KW勺關(guān)系風(fēng)機(jī)的選擇和風(fēng)道的設(shè)計(jì)對(duì)機(jī)架式 IT設(shè)備來(lái)講是非常重要的。大部分機(jī)架式IT設(shè)備內(nèi)部采用的風(fēng) 機(jī)所提供的風(fēng)量滿足溫升 AT=11C, 為IT設(shè)備進(jìn)出風(fēng)口的溫度差。而刀片式服務(wù)器允許的最大溫升日二20C,部分其他IT設(shè)備允許的溫升 日

3、二15C根據(jù)空氣的比熱，我們可以得到下面的公式:熱量(KW)=1.21 X AT (C) X風(fēng)量(m/s)計(jì)算得到下面的結(jié)果:1KW熱負(fù)荷需要 的風(fēng)量CFMM3/小時(shí)M3/SAT=11C159.2270.50.075AT=15C116.7198.40.055AT=20C87.5148.80.041因此，制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就是按照機(jī)柜或機(jī)柜排內(nèi)IT設(shè)備的總計(jì)發(fā)熱量提供相應(yīng)的冷風(fēng)量。并保證將需要的冷風(fēng)量按照合理的路徑送入到機(jī)柜內(nèi)。4) IT 設(shè)備制冷的真實(shí)要求動(dòng)態(tài)制冷上面我們看到對(duì)應(yīng)于固定的發(fā)熱量需要提供一個(gè)固定的送風(fēng)量。但是，IT設(shè)備的發(fā)熱量是在動(dòng)態(tài)變化的，當(dāng)服務(wù)器系統(tǒng)按照用戶業(yè)務(wù)的要求被加載某種應(yīng)

4、用或計(jì)算時(shí)，CPU的利用率升高到30 60% (虛擬化技術(shù)時(shí)甚至可達(dá)80)，這個(gè)時(shí)候服務(wù)器的耗電量升高，發(fā)熱量升高，服務(wù)器內(nèi)部的風(fēng)扇提高旋轉(zhuǎn)速度以提供更多的冷風(fēng)量，這就要求制冷系統(tǒng)也要隨即提供更多的冷風(fēng) 量。我們可以發(fā)現(xiàn)，由于IT 系統(tǒng)在每個(gè)月、每年甚至每天24小時(shí)內(nèi)的應(yīng)用不同，耗電量和發(fā)熱量在不斷的發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，這就要求制冷系統(tǒng)能夠監(jiān)測(cè)這種發(fā)熱量變化，并根據(jù)需要提供動(dòng)態(tài)的風(fēng)量，從而提供動(dòng)態(tài)的制冷量，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài) 制冷。如果采用固定送風(fēng)量的模式，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)要么提供的風(fēng)量太多超出IT 設(shè)備的需求，造成冷風(fēng)量的流失和冷熱空氣的混合，降低制冷系統(tǒng)的效率。要么提供的風(fēng)量不足，造成服務(wù)器必須從空間中抓取其他

5、的熱風(fēng)混合后吸入服務(wù)器內(nèi)部，使得進(jìn)風(fēng)口溫度升高，導(dǎo)致出風(fēng)口溫度升高，降低了服務(wù)器的制冷冗余和可用性。固定送風(fēng)量最終會(huì)由于IT設(shè)備發(fā)熱量的變化造成設(shè)備進(jìn)風(fēng)口溫度波動(dòng)，而頻繁的波動(dòng)和熱沖擊會(huì)降低服務(wù)器的壽命和性能。綜上所述，針對(duì)本項(xiàng)目要求的平均 3KW/機(jī)柜的設(shè)計(jì)要求，我們發(fā)現(xiàn)，采用可自動(dòng)調(diào)節(jié)、自適應(yīng)的可預(yù)測(cè)的動(dòng)態(tài)制冷解決方案是最合適的。2. 水平送風(fēng)和地板下送風(fēng)1） . 氣流路徑空調(diào)和UPS電源一樣是能量變換和傳送設(shè)備。UPSfe源是通過(guò)電源線將電能傳送到負(fù)載去的，電能傳送的介質(zhì)是導(dǎo)線。如果一臺(tái)UPS電源后端不接任何電線到負(fù)載，則該臺(tái) UP斂際輸出功率為零。空調(diào)是通過(guò)一定的路徑將冷空氣送入IT

6、設(shè)備內(nèi)部，將冷量傳送給負(fù)載，帶走熱量，變成熱空氣后回流到空調(diào)頂部，冷量傳送的介質(zhì)是空氣。如果一臺(tái)空調(diào)產(chǎn)生的冷氣流并不經(jīng)過(guò)IT 設(shè)備就直接回流到到空調(diào)頂部，空氣流短路，我們會(huì)認(rèn)為該空調(diào)的實(shí)際制冷量為零，壓縮機(jī)不會(huì)工作（或很長(zhǎng)時(shí)間才工作一會(huì)兒）。分析制冷系統(tǒng)是否合理，有兩個(gè)重要的因數(shù)：氣流配送路徑。是否能將冷空氣送到IT 設(shè)備內(nèi)部?？照{(diào)系統(tǒng)的額定制冷能力。是否滿足熱負(fù)荷的需求。而其中氣流配送的路徑和有效性是制冷系統(tǒng)最為關(guān)鍵的問(wèn)題。目前計(jì)算機(jī)房制冷系統(tǒng)從應(yīng)用模式上來(lái)講，主要分為兩大類制冷系統(tǒng)：機(jī)房大環(huán)境制冷系統(tǒng)（上下送風(fēng)）。機(jī)柜微環(huán)境制冷系統(tǒng)（水平送風(fēng)）。這兩類系統(tǒng)本身從制冷技術(shù)角度講沒(méi)有任何區(qū)別，

7、均采用氟里昂，風(fēng)冷，水冷，或冷凍水等，最大的區(qū)別在于氣流配送路徑。2） . 下送風(fēng)還是水平送風(fēng)多種數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試以及用戶實(shí)踐表明，下送風(fēng)空調(diào)在良好的機(jī)房和物理?xiàng)l件下（高架地板40cm以上，地板下無(wú)走線槽和阻礙，打孔地板通風(fēng)率25，打孔門機(jī)柜通風(fēng)率高達(dá)65以上，機(jī)柜冷熱通道布局，回風(fēng)通暢等），打孔地板的出風(fēng)風(fēng)速為2m/s。可以計(jì)算出1塊打孔地板（通風(fēng)率25%）平均能夠提供的風(fēng)量=0.6mx 0.6mX25%< 2m/sX 3600=648由小時(shí)，參照上面的計(jì)算表格，假定進(jìn)出風(fēng)溫差 AT=11C,貝U 1塊打孔地板能夠提供的制冷能力為 648/270=2.4KWA這樣為保證平均每機(jī)柜最多5K

8、W勺散熱要求，必須在每個(gè)機(jī)柜前部安裝配 置2個(gè)打孔地板，而且前提條件是機(jī)房物理?xiàng)l件滿足上面的要求。而這樣做，很明顯，每排機(jī)柜前面冷通道的寬度為1.2-1.8米，降低了機(jī)房實(shí)際能夠安裝的機(jī)柜數(shù)量。而如果提高打孔地板出風(fēng)風(fēng)速到 3- 4m/s,又會(huì)造成冷風(fēng)直接上吹到天花 板，不能全部進(jìn)入機(jī)柜。如果采用通風(fēng)率為 50%的格柵地板，又會(huì)造成每個(gè)出Hot Aisle風(fēng)口的風(fēng)速和風(fēng)量嚴(yán)重不均衡，很難保證每個(gè)機(jī)柜得到的實(shí)際風(fēng)量。那么除了下送風(fēng)模式以外，另外一種送風(fēng)方案就是采用機(jī)柜排級(jí)別的水平送風(fēng)模式解決方案，可提供每個(gè)機(jī)柜 5KW以上的散熱能力，該方式對(duì)高架地板、天花板、機(jī)柜等沒(méi)有特別的要求，適應(yīng)性非常好，

9、可用性很高，已經(jīng)被實(shí)踐證明是目前最好的高密度機(jī)柜散熱解決方案。水平送風(fēng)示意圖如下所示：根據(jù)上面的分析，我們決定采用可控制機(jī)柜進(jìn)風(fēng)口溫度的、可自動(dòng)調(diào)節(jié)送風(fēng)量的、水平送風(fēng)的動(dòng)態(tài)制冷解決方案。3. 機(jī)房行級(jí)精密空調(diào)產(chǎn)品介紹InRow RD 系列精密空調(diào)是施耐德電氣信息技術(shù)（中國(guó)）有限公司針對(duì)機(jī)房不可預(yù)測(cè)的環(huán)境提供的可預(yù)測(cè)的制冷解決方案。尺寸、靈活性和功能性 -InRow RD 的每一個(gè)方面都經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，是典型服務(wù)器機(jī)房裝備的有益補(bǔ)充，它可以隨增長(zhǎng)進(jìn)行擴(kuò)展，使您可以放心地進(jìn)行高密度部署。這種節(jié)能型設(shè)備采用劃時(shí)代的Close Coupled Cooling ?（緊靠熱源的制冷）設(shè)計(jì)，這也正是它可以輕松

10、擴(kuò)展的原因。InRow RD 并不是位于一排機(jī)架的末端或孤立的制冷區(qū)域，而是可以直接捕獲IT 設(shè)備排出的熱氣，從而提高了制冷效果的可預(yù)測(cè)性。設(shè)備具有諸多節(jié)能功能，例如變速風(fēng)扇、容量調(diào)節(jié)以及基于行的布局，這一切都有助于降低運(yùn)營(yíng)成本。其主要參數(shù)指標(biāo)如下：常用壓縮機(jī)類型前后轉(zhuǎn)動(dòng)送風(fēng)方式水平制冷量049KW(按需供冷)風(fēng)量2170.96升/秒(7815mV小時(shí))冷凝泵容量0.000升/秒輸入額定輸入電壓380 (3PH),400 (3PH)輸入頻率50 Hz設(shè)備安裝有效高度42U輸入端子類型 Hard Wire 4-wire (3PH + G)通訊與管理控制面板多功能液晶顯示器狀態(tài)管理控制臺(tái)。有聲報(bào)警Audible and visible alarms prioritized b