數(shù)據(jù)機(jī)房解決散熱問題方案探討

1、數(shù)據(jù)機(jī)房解決散熱問題方案探討12020 年 4 月 19 日文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請聯(lián)系改正。從當(dāng)前看來，空調(diào)系統(tǒng)制冷量或送風(fēng)量設(shè)計(jì)過小、機(jī)房大環(huán)境氣流組織不合理、機(jī)柜內(nèi)部小環(huán)境氣流組織不合理、機(jī)柜發(fā)熱量過大、機(jī)柜排列過于密集等問題是導(dǎo)致局部過熱的主因，解決這些因素，應(yīng)從機(jī)房的規(guī)劃設(shè)計(jì)、制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選型、應(yīng)用維護(hù)等三個方面著手予以分析論證，并給出高密系統(tǒng)的解決辦法。一、數(shù)據(jù)中心機(jī)房的規(guī)劃設(shè)計(jì)1、對機(jī)房進(jìn)行分類明確定義功率密度。根據(jù)機(jī)房數(shù)據(jù)設(shè)備安放與耗電密集度，將機(jī)房分為高負(fù)荷機(jī)房、中負(fù)荷機(jī)房及低負(fù)荷機(jī)房三種，其單位面積和單機(jī)柜耗電指標(biāo)、單機(jī)柜設(shè)備配置數(shù)量限值見表1。表 1 單位面積和單

2、機(jī)柜耗電指標(biāo)、單機(jī)柜設(shè)備配置數(shù)量限值注：單機(jī)柜功率超過 4kVA/柜時，應(yīng)根據(jù)機(jī)柜發(fā)熱量有針對性進(jìn)行調(diào)整。22020 年 4 月 19 日文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請聯(lián)系改正。2、減少機(jī)房受環(huán)境影響。對于新建機(jī)房，能夠考慮外墻的朝向，將機(jī)房設(shè)計(jì)在建筑的東側(cè)或北側(cè)，在相對一側(cè)留有走廊等通道。機(jī)房內(nèi)盡量不設(shè)計(jì)窗口，選用密封性能好和自動關(guān)閉式的防火門。3、適當(dāng)?shù)臋C(jī)房面積。大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房不宜正方形，而是適應(yīng)長條形，經(jīng)濟(jì)面積宜為500 至 800 平方米。4、合理布置設(shè)備。布置數(shù)據(jù)中心設(shè)備區(qū)域，應(yīng)根據(jù)設(shè)備種類、系統(tǒng)成組特性、設(shè)備的發(fā)熱量、機(jī)柜設(shè)備布置密度、設(shè)備與機(jī)柜冷卻方式等，合理考慮機(jī)房區(qū)域、機(jī)柜列組

3、、機(jī)柜內(nèi)部三個層面的精密空調(diào)設(shè)備制冷的氣流組織。設(shè)備布置應(yīng)明確劃分冷熱通道 , 以保障送風(fēng)氣流直接送至冷通道。當(dāng)機(jī)柜內(nèi)或機(jī)架上的設(shè)備為前進(jìn)風(fēng) / 后出風(fēng)方式冷卻時，機(jī)柜或機(jī)架的布置宜采用面對面、背對背方式。熱通道間距應(yīng)大于冷通道間距，以有利于熱通道散熱。一般采用地板下送風(fēng)上部回風(fēng)的氣流組織方式，其送風(fēng)通道和回風(fēng)通道均可在需要的位置開設(shè)風(fēng)口。采用架空地板作為送風(fēng)靜壓箱，架空地板的高度應(yīng)根據(jù)負(fù)荷密度、機(jī)房面積綜合確定。地板下面禁止走線纜、水管，以防止阻塞風(fēng)道。32020 年 4 月 19 日文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請聯(lián)系改正。二、制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選型當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)都必須符合可擴(kuò)展性和適應(yīng)

4、性、標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化、智能化、可管理化等五種關(guān)鍵要求。當(dāng)前的設(shè)計(jì)思路和設(shè)備沒有解決的、最為緊迫的核心問題是數(shù)據(jù)中心適應(yīng)變化能力較差。數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)必須對不斷變化的要求有更強(qiáng)的適應(yīng)能力，對不斷增長和無法預(yù)測的功率密度制定規(guī)劃，同時要設(shè)計(jì)出冷卻系統(tǒng)適應(yīng)能力強(qiáng)甚至易于改進(jìn)。數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)中最重要的一個部分就是冷空氣的供應(yīng)和排出的熱空氣的回流路徑，這對于高密度環(huán)境極具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)闅饬魉俣缺仨毧朔諝夥峙浜突亓飨到y(tǒng)的阻力。故要解決冷卻系統(tǒng)的問題，就需要對現(xiàn)行的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行改進(jìn)，主要包括冷卻設(shè)備技術(shù)和設(shè)計(jì)的改進(jìn)，以及如何測定數(shù)據(jù)中心的冷卻要求等。1、選用高效機(jī)房專用空調(diào)設(shè)備(1) 機(jī)房空調(diào)機(jī)組根據(jù)冷源及冷

5、卻方式一般可分為風(fēng)冷、水冷、雙冷源機(jī)組等 , 對于機(jī)房熱負(fù)荷較小或采用地板送風(fēng)方式受建筑條件限制的中、小型數(shù)據(jù)中心機(jī)房，可考慮采用管道上送風(fēng)方式，并使送風(fēng)口盡量接近機(jī)架; 對于高發(fā)熱密度的大、中型數(shù)據(jù)中心機(jī)房，優(yōu)先采用水冷式空調(diào)制冷機(jī)。北42020 年 4 月 19 日文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請聯(lián)系改正。方地區(qū)采用水冷冷水機(jī)組的機(jī)房，冬季可利用室外冷卻塔作為冷源，經(jīng)過熱交換器對空調(diào)冷凍水進(jìn)行降溫; 大型的數(shù)據(jù)中心可采用中央空調(diào)。中、小型數(shù)據(jù)中心機(jī)房，可考慮采用風(fēng)冷式空調(diào)制冷機(jī)，但必須保證室外機(jī)有足夠的安裝空間。空調(diào)系統(tǒng)可采用電制冷與自然冷卻相結(jié)合的方式。(2) 空調(diào)機(jī)組一般采用大風(fēng)量小焓差設(shè)計(jì)，配置直聯(lián)、高靜壓、無級調(diào)速風(fēng)機(jī)的空調(diào)機(jī)組。采用高效節(jié)能的渦旋壓縮機(jī)，高效 EC電機(jī)驅(qū)動風(fēng)機(jī)，無渦殼外轉(zhuǎn)子風(fēng)機(jī)葉輪，風(fēng)量要滿足90 換氣次 / 小時，風(fēng)壓需滿足最大300Pa 可調(diào)的要求。(3) 冷量應(yīng)與機(jī)房設(shè)備的額定發(fā)熱量建立函數(shù)關(guān)系，一般采用機(jī)房的總冷量等于機(jī)房 UPS額定可用容量的 1.3-1.5 倍作為經(jīng)驗(yàn)數(shù)值。這需了解其配置的壓縮機(jī)規(guī)格，并聯(lián)空調(diào)機(jī)組運(yùn)行的相互影響程度，當(dāng)以冷量計(jì)算粗選各廠家相近的空調(diào)設(shè)備時，必須對其送風(fēng)量進(jìn)行復(fù)核，處理焓差應(yīng)按2.5Kcal/Kg干空氣左右選用。盡管很多空調(diào)產(chǎn)品顯冷量比例很高，但實(shí)際工作溫度下顯冷