現(xiàn)階段，綠色環(huán)保理念不斷深入人心，如何在數(shù)據(jù)中心機(jī)房制冷系統(tǒng)中全面運(yùn)用節(jié)能環(huán)保技術(shù)以減少制冷系統(tǒng)的耗能，是數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)劃、開發(fā)和建設(shè)全過程中需要考慮和解決的一個重要問題。[1]1. 數(shù)據(jù)中心機(jī)房空調(diào)制冷系統(tǒng)特點(diǎn) 數(shù)據(jù)中心建設(shè)主要包含三大基礎(chǔ)板塊—機(jī)房空調(diào)基本建設(shè)、空調(diào)制冷、配電設(shè)備建設(shè)等，其總占地面積可以達(dá)到上萬平方米。為了更好地保證三大基礎(chǔ)板塊的建設(shè)平衡，提升資源使用率，施工單位往往會調(diào)節(jié)配電和制冷設(shè)備建設(shè)，以調(diào)節(jié)總體資源達(dá)到均衡水平。數(shù)據(jù)中心的基本建設(shè)總耗能占建筑成本費(fèi)用的76%，建筑成本中制冷系統(tǒng)的建設(shè)占總成本的21%，因此必須節(jié)省數(shù)據(jù)中心的制冷能源。2. 數(shù)據(jù)中心空調(diào)制冷方式 中央空調(diào)布局在計算機(jī)房( 分布式系統(tǒng)或中間布局 )，冷空氣通過防靜電地板下的正壓力通風(fēng)系統(tǒng)或吊頂上的風(fēng)道，向冷氣通道進(jìn)行送風(fēng)。針對熱相對密度為5kW的機(jī)柜，施工單位依據(jù)熱冷安全通道布局標(biāo)準(zhǔn)，將機(jī)柜頂端也轉(zhuǎn)化成部分熱點(diǎn)。[2]為了更好地處理熱點(diǎn)問題，機(jī)房級制冷可以通過冷 ( 熱 ) 通道封閉的形式，避免柜后排出來的暖空氣注入柜前側(cè)的進(jìn)風(fēng)口。這種形式可以簡單處理8~10kW機(jī)柜的發(fā)燙問題。在設(shè)計方面，為了更好地封閉冷 ( 熱 ) 通道和提升空調(diào)機(jī)組制冷效率，設(shè)計人員務(wù)必集中放置高熱密度的機(jī)柜。 2.2 機(jī)柜冷池級制冷和機(jī)柜級制冷 制冷器為每一個制冷終端設(shè)備提供涼水或空調(diào)氟利昂，以降低暖空氣產(chǎn)生的發(fā)熱量。制冷終端設(shè)備的總量和制冷能力取決于機(jī)柜負(fù)荷，單機(jī)柜的制冷能力可達(dá)30kW。 密度高的密封性機(jī)柜應(yīng)用機(jī)柜內(nèi)制冷方法，能降低計算機(jī)房內(nèi)制冷能力的消耗，并迅速精確地操縱每一個機(jī)柜內(nèi)的環(huán)境。 現(xiàn)階段采用較多的機(jī)房級制冷方式，常常會產(chǎn)生局部熱點(diǎn)，而為了更好地減少局部熱點(diǎn)的溫度，施工單位常常會調(diào)節(jié)機(jī)房精密空調(diào)的溫度，導(dǎo)致耗能的提升。為了更好地處理局部熱點(diǎn)的制冷問題，施工單位可以在熱點(diǎn)周邊安裝當(dāng)?shù)刂评浣K端設(shè)備。在冷池級、分階段制冷方式下的機(jī)柜制冷終端設(shè)備，也可用以部分局部熱點(diǎn)制冷。此外，施工單位還可以應(yīng)用吊頂天花板、機(jī)柜頂端、側(cè)板等類型的制冷終端設(shè)備。[3]3. 數(shù)據(jù)中心制冷節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用 水側(cè)制冷系統(tǒng)是利用室外環(huán)境降低數(shù)據(jù)中心溫度的系統(tǒng)，其關(guān)鍵是利用室外環(huán)境為數(shù)據(jù)中心提供冷水，使得冷卻水達(dá)到適應(yīng)溫度的技術(shù)。在一般情況下, 水側(cè)制冷機(jī)組關(guān)鍵由制冷機(jī)組、冷卻塔、冷凍泵、制冷離心水泵、冷凍水專用空調(diào)終端構(gòu)成。該系統(tǒng)主要是集中制冷源，從而提高系統(tǒng)內(nèi)制冷機(jī)組的制冷效率。該方法制冷塔布局靈便，運(yùn)作環(huán)節(jié)中形成的噪聲較少，基本建設(shè)和維護(hù)保養(yǎng)成本費(fèi)也較為合理。 針對水側(cè)節(jié)能系統(tǒng)，如果制冷機(jī)組安裝了額外風(fēng)機(jī)的換熱器，數(shù)據(jù)中心環(huán)境的溫度就可以通過制冷來排熱，環(huán)保節(jié)能系統(tǒng)將轉(zhuǎn)換到通過換熱器的方式，全自動監(jiān)管環(huán)境溫度。在操作系統(tǒng)具體運(yùn)作的同時，數(shù)據(jù)中心外的環(huán)境溫度達(dá)到預(yù)定范圍時，水冷卻機(jī)設(shè)備的冷卻效果將停止，水側(cè)節(jié)能系統(tǒng)將逐漸開始運(yùn)行。 風(fēng)側(cè)自然制冷系統(tǒng)將冷熱空氣傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，大大提高了換熱器和制冷的實(shí)際效果。這決定了數(shù)據(jù)中心的位置應(yīng)該符合長期持續(xù)冷空氣的標(biāo)準(zhǔn)，否則，它可能會限制自然冷卻的有效性。因此，高緯度地區(qū)普遍采用風(fēng)側(cè)自然降溫技術(shù)。在我國大部分地區(qū)，年平均氣溫低于20℃，這為使用風(fēng)側(cè)自然制冷系統(tǒng)提供了天然的優(yōu)勢。風(fēng)側(cè)自然降溫的應(yīng)用不僅與數(shù)據(jù)中心自然環(huán)境的溫濕度有關(guān) , 并且與戶外空氣質(zhì)量指數(shù)有關(guān)，空氣質(zhì)量差就容易對設(shè)備造成不良影響，進(jìn)而削弱系統(tǒng)的總體作用。 在數(shù)據(jù)中心運(yùn)行中使用交流或直流電源一直是業(yè)界討論的課題。事實(shí)上，數(shù)據(jù)中心有兩種電源，一般的高端設(shè)備支持兩種電源，在傳統(tǒng)的載波網(wǎng)絡(luò)中有很多需要直流電源的設(shè)備，因此需要將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，轉(zhuǎn)換過程仍然是必需的。一些數(shù)據(jù)中心最初是作為直流供電設(shè)備開發(fā)的，因此整個電源只需要從電網(wǎng)轉(zhuǎn)換一次，效率較高。對于采用混合數(shù)據(jù)中心的交、直流設(shè)備來說，它需要有轉(zhuǎn)換升壓設(shè)備，所以即使直流設(shè)備能耗很小，也會浪費(fèi)大量的轉(zhuǎn)換能量。所以交流和直流是好是壞，需要根據(jù)實(shí)際情況來判斷。 通過高架抗靜電地板的數(shù)據(jù)中心，房間內(nèi)地板下的全部區(qū)域?qū)⒆鳛橹评錃怏w調(diào)整的靜壓箱，冷空氣可以從有出氣孔的排氣孔底端傳送到服務(wù)器機(jī)柜前。地板下通常安裝電源插頭、光纜電纜、網(wǎng)絡(luò)線等。設(shè)計方案的地板高度需要足夠深，以保證穩(wěn)定性的冷氣供應(yīng)和通風(fēng)效率。 4.2 中央空調(diào)設(shè)備的有效布局 數(shù)據(jù)中心組成幾臺專用型中央空調(diào)，這類中央空調(diào)相互之間偶爾會產(chǎn)生干擾，一個可以制冷，另一個可以制熱；抑或一個在增濕，另一個在去濕。因此，為了確保定期檢查效果，本文提議選用三種以上全方位的評估方法。現(xiàn)階段的數(shù)據(jù)中心通常應(yīng)用規(guī)范模塊化設(shè)計聯(lián)動設(shè)備，來操縱多個空調(diào)機(jī)組，因此可以并行處理連接以控制多個空調(diào)機(jī)組和相關(guān)運(yùn)行操作。 在如今的數(shù)據(jù)中心基本建設(shè)中，計算機(jī)機(jī)房可以為普通機(jī)架負(fù)載，提供全面的電源和設(shè)備散熱的能力。針對相對密度不一樣的設(shè)備，最多見的解決方法是以小于均值負(fù)荷的服務(wù)器機(jī)柜，向多個服務(wù)器機(jī)柜同時分派輕負(fù)荷。幸運(yùn)的是，1U網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器需要的數(shù)量較多，可以組裝在同一個IDC機(jī)房，并且可以分散在好幾個網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜中。必須留意的是，如果將設(shè)備遍布在好幾個服務(wù)器機(jī)柜中，機(jī)柜中會留有很多未采用的豎直空間。如果在豎直方向沒有使用較大的空間，本文提議在機(jī)架中加上擋板，以增加制冷的高效率。如果機(jī)架在豎直和水平方向沒有可采用的總室內(nèi)空間，有關(guān)設(shè)備釋放出來的暖空氣將提升單獨(dú)聲卡機(jī)架的相對密度，并提升功能損耗和發(fā)熱量。
5. 數(shù)據(jù)中心節(jié)能制冷方案 雙冷源熱管側(cè)板空調(diào)機(jī)組由熱管傳熱系統(tǒng)和制冷壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)構(gòu)成，機(jī)器設(shè)備包含熱交換器、房間內(nèi)制冷壓縮機(jī)、服務(wù)器機(jī)柜熱管側(cè)板、自然冷源制冷器、戶外制冷壓縮機(jī)制冷器。雙冷源熱管側(cè)板空調(diào)機(jī)組，具備熱管自然冷源熱傳導(dǎo)方式和傳統(tǒng)的中央空調(diào)積極制冷方式。 雙冷源熱管側(cè)板制冷系統(tǒng)有兩種換熱方法：熱管循環(huán)系統(tǒng)傳熱和縮小制冷循環(huán)系統(tǒng)傳熱。防護(hù)熱管傳熱循環(huán)系統(tǒng)和縮小制冷周期時間內(nèi)的冷媒，傳熱通過正中間熱交換器，合理地解決了兩個循環(huán)系統(tǒng)無法調(diào)整冷媒共享資源造成的總流量、減少冷凍機(jī)油和熱管循環(huán)系統(tǒng)高效率等問題。兩種方式可以隨意轉(zhuǎn)換，依據(jù)數(shù)據(jù)中心房間內(nèi)和室外溫度的差別，全自動挑選“熱管循環(huán)系統(tǒng)方式”和“制冷壓縮機(jī)制冷循環(huán)系統(tǒng)方式”，通過每個服務(wù)器機(jī)柜發(fā)熱量實(shí)現(xiàn)了側(cè)板風(fēng)機(jī)全自動變速，降低耗能，增加使用期限。就傳統(tǒng)式機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)來講，雙冷源熱管側(cè)板空調(diào)機(jī)組在長江以北地區(qū)，一臺60kW能源中央空調(diào)每一年可節(jié)約超出7萬度的電力工程，環(huán)保節(jié)能成效顯著。 5.2 數(shù)據(jù)中心制冷機(jī)器設(shè)備環(huán)保節(jié)能計劃方案 一是優(yōu)化數(shù)據(jù)中心機(jī)器設(shè)備合理布局。施工單位通過熱冷安全通道合理布局改進(jìn)氣旋配備，最大限度地降低熱冷氣旋混合，合理避免當(dāng)?shù)爻瑴貑栴}。 二是提升中央空調(diào)布局。施工單位可以在數(shù)據(jù)中心中央空調(diào)合理布局提升的基礎(chǔ)上，將空調(diào)系統(tǒng)的通風(fēng)孔置放在熱安全通道上，降低熱氣回流的摩擦阻力，提升空調(diào)送風(fēng)高效率。 三是提升電纜線配備。施工單位可通過加強(qiáng)電纜線管理方法，提升電纜線配備，避免強(qiáng)電和弱電電纜線交叉式布局問題，降低電纜線對數(shù)據(jù)中心流摩擦阻力的影響，提升制冷高效率服務(wù)器機(jī)柜配備提升。 在經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的歷程中，各領(lǐng)域公司數(shù)據(jù)中心的耗能急劇提升，給目前能源局勢帶來了巨大壓力。因此，施工單位應(yīng)通過數(shù)據(jù)中心制冷節(jié)能環(huán)保的運(yùn)用和營銷推廣，充分運(yùn)用自然制冷系統(tǒng)和積極制冷機(jī)組，達(dá)到綠色施工、節(jié)能降耗的目的。
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