施耐德制冷中心培訓(xùn)

數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)理念

Page2|數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)理念1、IT設(shè)備的制冷需求2、數(shù)據(jù)中心氣流組織3、用于數(shù)據(jù)中心的各種制冷技術(shù)4、數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)的可用性5、數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)的節(jié)能冷卻模式Slide3摘要1、IT設(shè)備的制冷需求自然冷卻經(jīng)濟(jì)器能效提高數(shù)據(jù)中心運(yùn)行溫度芯片級(jí)冷卻41、IT設(shè)備的制冷需求51、IT設(shè)備的制冷需求61、IT設(shè)備的制冷需求Page7|2、數(shù)據(jù)中心氣流組織1、上送風(fēng)2、下送風(fēng)3、水平送風(fēng)4、冷通道封閉送風(fēng)5、熱通道封閉送風(fēng)6、機(jī)柜級(jí)封閉送風(fēng)傳統(tǒng)房間級(jí)制冷方案的運(yùn)用非傳統(tǒng)房間級(jí)制冷方案的運(yùn)用地板下送風(fēng)地板下送風(fēng)地板下送風(fēng)地板下送風(fēng)地板下送風(fēng)地板下送風(fēng)水平送風(fēng)地板下送風(fēng)與水平送風(fēng)冷通道封閉熱通道封閉機(jī)柜級(jí)封閉機(jī)柜封閉級(jí)送風(fēng)機(jī)柜封閉級(jí)送風(fēng)機(jī)柜封閉級(jí)送風(fēng)氣流組織附件氣流組織附件氣流組織附件Page27|3、用于數(shù)據(jù)中心的各種制冷技術(shù)：Page28|1）、冷凍水系統(tǒng)Page29|1）、冷凍水系統(tǒng)1.壓縮機(jī)

2.冷凝盤管

3.蒸發(fā)器12℃冷凍水7℃Page30|1）、冷凍水系統(tǒng)2）、風(fēng)冷式系統(tǒng)2）、風(fēng)冷式系統(tǒng)3）、冷卻水系統(tǒng)3）、冷卻水系統(tǒng)4）、風(fēng)冷式獨(dú)立系統(tǒng)4）、風(fēng)冷式獨(dú)立系統(tǒng)5）、全新風(fēng)直接蒸發(fā)冷卻式系統(tǒng)5）、全新風(fēng)直接蒸發(fā)冷卻式系統(tǒng)6）、空氣間接蒸發(fā)冷卻式系統(tǒng)6）、空氣間接蒸發(fā)冷卻式系統(tǒng)414、數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)的可用性424、數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)的可用性434、數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)的可用性表4冷卻設(shè)置444、數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)的可用性454、數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)的可用性465、數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)的節(jié)能冷卻模式在過去，制冷系統(tǒng)節(jié)能冷卻模式在大多數(shù)數(shù)據(jù)中心內(nèi)并沒有得到重視。這主要是因?yàn)槟菚r(shí)電力成本較低，IT設(shè)備供風(fēng)溫度較低，并且還沒有頒布碳排放法規(guī)。今天，各種標(biāo)準(zhǔn)，例如ANSI/ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)90.1-2010，和各項(xiàng)法規(guī)，如《英國(guó)碳減排承諾》，均要求數(shù)據(jù)中心減少耗能。一些節(jié)能冷卻模式在許多氣候條件都能有效減少能耗。在某些天氣條件時(shí)，一些制冷系統(tǒng)在節(jié)能冷卻模式下運(yùn)行可以節(jié)省超過70%的年度制冷能源成本，相應(yīng)的年度PUE也會(huì)有超過15%的改善。對(duì)不同種類節(jié)能冷卻模式的術(shù)語和定義進(jìn)行了介紹并且利用關(guān)鍵數(shù)據(jù)中心特性比較它們各自的性能表現(xiàn)，以幫助設(shè)計(jì)師根據(jù)實(shí)際情況作出最佳選擇。471）、采用直接新風(fēng)作為空調(diào)的旁通新風(fēng)節(jié)能冷卻模式（有時(shí)稱作“直接通風(fēng)”），當(dāng)室外空氣條件在設(shè)定值范圍內(nèi)時(shí)，利用風(fēng)機(jī)和百葉從室外經(jīng)過過濾器抽取一定數(shù)量的冷風(fēng)并直接送入數(shù)據(jù)中心。481）、采用直接新風(fēng)作為空調(diào)的旁通491）、采用直接新風(fēng)作為空調(diào)的旁通Facebook俄勒岡州新數(shù)據(jù)中心

502）、采用空氣換熱器作為空調(diào)的旁通采用空氣換熱器作為空調(diào)旁通的模式（有時(shí)稱作“間接通風(fēng)”），當(dāng)室外空氣條件在設(shè)定值范圍內(nèi)時(shí)，利用室外空氣間接為數(shù)據(jù)中心制冷。512）、采用空氣換熱器作為空調(diào)的旁通帶有蒸發(fā)輔助的空氣換熱器以及采用空氣換熱器式空調(diào)節(jié)能冷卻模式的完整制冷系統(tǒng)。522）、采用空氣換熱器作為空調(diào)的旁通533）、采用熱輪換熱器作為空調(diào)的旁通采用熱輪換熱器作為空調(diào)旁通的模式，當(dāng)室外空氣條件在設(shè)定值范圍內(nèi)時(shí)，利用風(fēng)機(jī)將室外冷風(fēng)吹入熱輪換熱器，以使數(shù)據(jù)中心空間保持較為干燥的環(huán)境。543）、采用熱輪換熱器作為空調(diào)的旁通554）、采用熱交換器作為冷水機(jī)組的旁通采用熱交換器作為冷水機(jī)組旁通的模式，當(dāng)室外空氣條件在設(shè)定值范圍內(nèi)時(shí)，利用冷凝水間接冷卻數(shù)據(jù)中心的冷凍水。泵將冷凝水送入并穿過板式換熱器，從CRAH使用的冷凍水得以冷卻，而無需將兩種水混合。564）、采用熱交換器作為冷水機(jī)組的旁通575）、采用干式冷卻器作為風(fēng)冷冷水機(jī)的旁通采用干式冷卻器作為風(fēng)冷冷水機(jī)旁通的節(jié)能冷卻模式，當(dāng)室外空氣條件在設(shè)定值范圍內(nèi)時(shí)，利用一種叫做干式冷卻器的熱交換器直接冷卻數(shù)據(jù)中心內(nèi)的冷凍水。泵將冷凍水（通?；煊幸叶迹┧腿氩⒋┻^干式冷卻器，在這里利用室外冷風(fēng)冷卻冷凍水，然后將冷卻后的冷凍水送往CRAH。Page58|1.壓縮機(jī)

2.冷凝盤管

3.蒸發(fā)器

4.自然冷卻盤管

5.三通閥

6.冷凝風(fēng)扇12℃冷凍水7℃5）、采用干式冷卻器作為風(fēng)冷冷水機(jī)的旁通帶自然冷卻的風(fēng)冷冷凍水機(jī)組Page60|5）、采用干式冷卻器作為風(fēng)冷冷水機(jī)的旁通616）、采用次級(jí)盤管作為CRAC壓縮機(jī)的旁通在這種類型的節(jié)能冷卻模式下，直膨式（DX）CRAC包含一個(gè)獨(dú)立的次級(jí)冷凝水盤管，可在節(jié)能冷卻模式時(shí)使用。當(dāng)室外空氣條件在設(shè)定值范圍內(nèi)時(shí)，泵將冷凝水送入并穿過干式冷卻器，在這里利用室外冷風(fēng)使冷凝水冷卻，然后將冷卻后的冷凝水送到CRAC的次級(jí)盤管。626）、采用次級(jí)盤管作為CRAC壓縮機(jī)的旁通間接乙二醇自然冷卻空調(diào)機(jī)組64比較不同節(jié)能冷卻模式65比較不同節(jié)能冷卻模式66控制的復(fù)雜程度節(jié)能冷卻模式和制冷劑模式之間的轉(zhuǎn)換過渡可能會(huì)非常復(fù)雜，在轉(zhuǎn)換過渡期間還可能會(huì)造成暫時(shí)的制冷損失。從根本上說，這種轉(zhuǎn)換過渡的可靠性取決于控制系統(tǒng)。配有節(jié)能冷卻模式的標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制制冷系統(tǒng)，其控制系統(tǒng)結(jié)合硬件同步進(jìn)行設(shè)計(jì)和配置。這類控制系統(tǒng)就比根據(jù)特殊制冷系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)定制的控制系統(tǒng)要可靠得多。利用空氣換熱器或熱輪換熱器作為空調(diào)旁通的節(jié)能冷卻模式，其控制系統(tǒng)最為簡(jiǎn)單?？刂葡到y(tǒng)最為復(fù)雜的是利用熱交換器作為冷水機(jī)組旁通的節(jié)能冷卻模式，因?yàn)榘迨綋Q熱器需要冷凝水溫度較低而冷水機(jī)組需要冷凝水溫度較高，這之間形成了一個(gè)“死區(qū)”。

67影響節(jié)能冷卻模式運(yùn)行的因素地理位置節(jié)能冷卻模式的使用完全取決于數(shù)據(jù)中心的地理位置。即使在部分節(jié)能冷卻模式下工作時(shí)，地理位置的季節(jié)性氣候條件也至關(guān)重要。ASHRAE、美國(guó)國(guó)家再生能源實(shí)驗(yàn)室、美國(guó)國(guó)家海洋和大氣局是少數(shù)幾家提供天氣數(shù)據(jù)以供評(píng)估節(jié)能冷卻模式可用時(shí)間的機(jī)構(gòu)。這些數(shù)據(jù)通常稱作“bin氣象數(shù)據(jù)”，因?yàn)闅庀髷?shù)據(jù)以溫度范圍進(jìn)行表現(xiàn)。利用某個(gè)地理位置的氣象數(shù)據(jù)可以計(jì)算出節(jié)能冷卻模式的可用時(shí)數(shù)。68影響節(jié)能冷卻模式運(yùn)行的因素制冷系統(tǒng)制冷設(shè)定值

增加節(jié)能冷卻模式可用時(shí)間的方法主要有兩種：1）將數(shù)據(jù)中心搬到較為寒冷的地區(qū)。2）提高服務(wù)器的設(shè)計(jì)進(jìn)風(fēng)溫度。第一種方法對(duì)于已有數(shù)據(jù)中心來說顯然是不現(xiàn)實(shí)的。第二種方法則具有可行性，而且現(xiàn)在不論是新建數(shù)據(jù)中心還是已有數(shù)據(jù)中心都適用。事實(shí)上，ASHRAETC9.9標(biāo)準(zhǔn)的2008年版本已經(jīng)將服務(wù)器的最大進(jìn)風(fēng)（干球）溫度從原來的25°C(77°F)提高到27°C(80.6°F)。不過，IT送風(fēng)溫度能夠提升多少取決于熱風(fēng)和冷風(fēng)隔離遏制的效果。69影響節(jié)能冷卻模式運(yùn)行的因素?zé)崂錃饬鞲綦x

如果機(jī)柜布置不合理或者氣流管理不當(dāng)，數(shù)據(jù)中心內(nèi)的熱風(fēng)和冷風(fēng)會(huì)發(fā)生混合。如果制冷設(shè)定值提高到27℃

，到送風(fēng)到達(dá)服務(wù)器進(jìn)風(fēng)口時(shí)，溫度可能已經(jīng)接近32℃。這就是為什么制冷系統(tǒng)設(shè)定值通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于服務(wù)器進(jìn)風(fēng)溫度的原因。為了提高制