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如何解决高密度数据中心散热和制冷的问题
文章来源:http://www.songfengkou.com/  2012年08月10日  点击数:3780

如何解决高密度数据中心散热和制冷的问题

跟着数据中间单元用电量不时添加,机房的发烧量越来越高,在这种状况下,一旦电源发作毛病,固然效劳器依托ups系统可以持续运转,但因为制冷设备中止运转,致使机房温度疾速上升,仍会招致效劳器过热而中止运转。因而,当前高密度机房的趋向需求设计不连续任务的制冷系统,以包管在电源毛病时,制冷系统或局部制冷系统能持续运转,在一段工夫内维持机房的情况温度,以免过快地升温,然后维护效劳器设备的平安运转,等待电力系统恢复或许备用发电系统投入运用。

 

当制冷系统中止时,依据数据中间机房装秘密度的分歧,机房的温度上升幅度纷歧,在以往传统的机房,因为单机柜用电量较小,制冷系统中止后,仍有较长一段工夫能维持设备正常运转。例如在一个单机柜1.2KW的机房,制冷系统中止10分钟后,温度将上升10.5℃,治理者可以有工夫启用备用发电机或封闭效劳器设备。

 

但跟着机房装秘密度的进步,温度上升变得十分敏捷,据Intel实行剖析,一个单机柜用电量约9KW的数据中间机房,一旦制冷系统中止运转,温度从22℃上升40℃只需求18秒,上升到57℃只需求35秒。而一旦超越32℃,核算机设备就会呈现毛病,温度持续升高,核算机设备将会中止运转,甚至损坏。因而,关于高密度的机房,装备一个不连续的制冷系统就变得十分需要。

1 对高密度机房延续制冷的界说

面临上述状况,国外数据中间范畴的一些机构进行了研讨,在UPTIME协会钻研高密度机房延续制冷系统的白皮书中,将制冷系统分为ABC三个品级,A级为不连续制冷系统,不连续制冷系统需求为精细空调的风机、二次泵装备UPS,并添加蔷冷罐;B级为延续制冷系统:延续制冷系统需求为精细空调的风机、二次泵装备UPS,但不添加蓄冷罐;C级为可中缀的制冷系统,即对制冷系统不装备任何UPS设备,在电源毛病时中止制冷系统。UPTIME对制冷系统进行分级界说,并供应了几种处理方案。

2高密度机房延续制冷的几种处理方案

关于高密度机房,接纳何种办法在电力毛病发作的间歇,维持制冷系统的运转,或是局部运转呢?UPTIME组织和有关厂商提出了几种处理方案。

第一种,为整个制冷系统悉数装备UPS系统,关于冷冻水型精细空调,需求为冷水机组,冷却塔、一二次泵和精细空词都配上UPS系统。这种方法能坚持整套制冷系统的运转,但关于大功率的冷水机组和冷却塔,悉数配上UPS系统的价值长短常昂扬的,因而当前很少被采用。

第二种,在一个运用冷冻水型精细空调的系统中,为精细空调的风机、冷冻水的二次泵装备UPS,并在冷冻水轮回系统中添加蓄冷罐以储藏冷冻水。当电源中缀未恢复,或因电源中缀招致冷水机组临时无法启动时,经过蓄冷罐和水泵供应冷源,由精细空调的风机维持机房内的空气轮回,然后在一段工夫内坚持机房的温度或阻止机房疾速升温,等待电力的恢复或冷水机组恢复正常任务。

第一和第二种方法都到达了A级不连续制冷的规范。

第三种,在运用冷冻水型精细空调的系统中,为精细空调的风机和冷冻水二次泵装备UPS,但不在冷冻水轮回系统中装备蓄冷罐。当电源中缀未恢复,或因电源中缀招致冷水机组临时无法启动时,精细空调的风机仍能维持机房内的空气轮回,并应用管道中的残剩冷冻水为机房降温。采用这种方法,也能减缓机房疾速升温。但结果没有前两种方法明显。

第四种,关于采用直接蒸发式精细空调的系统,既无法装置蓄冷系统,也没有管道的余冷可以应用。但仍然可认为精细空调的风机装备UPS,目标只是为在呈现毛病时坚持数据中间的空气轮回,也能减缓机房的升温。

第三和第四种方法到达了B级延续制冷的规范。

3高密度机房延续制冷处理方案的选择

那么,关于以上的几种延续制冷处理方案,建立方或设计单元该若何进行选择呢?对此,笔者建议建立方和设计单元可依据数据中间的热密度和数据中间的主要性。以及柴油机等后备系统装备状况,从以上处理方案中选择一个适宜的延续制冷方案,例如对应单机柜电量1.2KW以内的机房,估计温度上升到32℃的工夫约在10分钟以上,就可以依托柴油机系统来供应后备电源。跟着单机柜用电量的进步,可以采用为精细空调的电扇供应UPS的方案,以供应气流轮回,应用情况的吸热才能,减缓温升速度。

但关于单机柜的用电量到达6kw以上的高密度的机房(按ASHRAE的猜测,2010年效劳器单机柜将在12KW以上)。就需采用冷冻水型精细空调系统,然后选择UPTIME的A级不连续制冷方案,给冷冻水轮回系统供应UPS,并设置必然体积的蓄冷罐,以维持停电时期或停电后冷水机组从新启动期见的制冷,等候制冷系统的完全恢复。

4按期预防性维护是要害

数据中间冷却系统经常无视对效劳器、操作系统和收集装备的留意,但是,这些IT系统的功能对冷却支撑的依托就跟对收集衔接的依托是一样的。跟着IT系统的转变,冷却系统也需求跟着进行调试。信任一个对要害根底设备有全体性观点的效劳协作同伴是必需的。

精细冷却系统的设计专为知足数据中间的热负荷的需求,对效劳和维修具有分歧的要求。而规范的修建空调,仅仅是为了知足寓居者的小我舒适就可。当前的数据中间冷却设备比家用的空调愈加多面和复杂,一些相似数码涡旋紧缩机或许高街度冷却排、变速驱动器这些技能都需求对装备和收集进行进步前辈的节制。

但是,最大限制地进步秘密冷却系统的功能和效率,这需求它获得妥帖的原始设备制造商(OEM)的工场培训和认证的技能人员的维护,而他们凡间都对假如维护这些要害系统去支撑数据中间具有普遍的常识。冷却系统集成到数据中间的根底设备支撑的计谋是最要害,大大都非制造商支撑的维修起原缺乏这种经历。

精细冷却延续运转,还要求设备的正常运作。为了开展和对峙长时间的效劳方案,坚持这种一致性是很主要的,个中包罗对精细冷却系统的预防性维护和优化。下面是对一个预防性的维护义务清单的建议:

预防性维修制冷设备应集中于诸如空气过滤器、风机驱动系统、紧缩机、流体和管道设备以及蒸发器线圈等要害部件。

(1)空气过滤器梗塞,例如,应该进行改换由于它们削减气流却添加了对风机驱动器系统的负荷,空气过滤器不时搜集污垢和尘土,甚至最小的飘落压力都能够会招致电扇动力的额定要求。

(2)鼓风机皮带、轴承、电念头、车轮也应按期反省,以确保没有磨损或损坏而惹起设备毛病。此外,IT司理每月都应反省并调整空气处置安装电扇及运用皮带驱动电扇得机房空调之间的张力。

(3)紧缩机应反省能否有走漏和油位也应该进行反省,由于太少或太多油都能削减运用寿命。应该只运用那些制造商或原始设备制造商建议的油的类型。

(4)那些运用水或许乙二醇的冷却空调需求获得维护,如许使得运输到空调的液体的质量尽量到达无污染的形态。最终,蒸发器线圈必需按期反省,以确保它们是洁净和无杂物。

我们建议至少每年由受权的效劳人员对各首要构成局部进行这4个方面的反省。这可以协助确定防止系统掉败的风险。预防和削减停机工夫的维修本钱以及包管产物寿命最大化。供应具体的现场处理方案,包罗数据中间冷却方面的要害义务,这对系统的延续可用时是必不成少的。

面临高密度机房的开展趋向,装备延续制冷设备,以在停电和冷水机组重启时期维持设备运转,维护设备平安,己是建立方和设计单元必需思索的主要问题?当前各方都在积极探究和施行。还跟着高密度机房的不时规划建立,估计也将呈现更多的处理方案,以知足高密度机房延续制冷的需求。

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