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資料中心規劃設計對空調制冷系統的六大要求

通常人們把空調制冷系統看得很簡單,認為隻要 it 裝置運作創造一個符合要求符合标準的溫度環境就可以了。其實不然,如何預測資料中心規模,如何解決與功率密度相關的熱量問題,如何使系統達到預期的可用性,如何确定資料中心機房基礎設施投資總成本,以及如何規劃資料中心可持續發展能力,包括資源或能力的利用與擴充問題,如何實作系統的可擴充性、适應性和可改造性,如何兼顧系統的經濟性,如何提高系統的可維護性等,同樣都在資料中心空調制冷系統的規劃設計中反映出來。

資料中心規劃設計對空調制冷系統的六大要求

1、适應性與擴充性要求

面對不斷增加的規模、無法預測的功率密度,行業對于功率密度需求的預測顯示出巨大的不确定性。但是,建立的資料中心必須滿足10年内的要求,同時還需要将每隔1.5到2.5年進行的it設施更新成本考慮在内。這就要求提高空調制冷系統設計的适應性和靈活性,特别是要解決局部的的高密度機架冷卻的冷卻問題。在未來的高密度資料中心中,這種情況是很常見的。

适應性要求是對空調制冷系統規劃設計最重要的要求,尤其要解決高密度機架系統冷卻涉及的問題,而高密度機架數量和位置在建設初期又是不确定的。通常每隔1.5到2.5年資料中心或網絡機房需要進行的 it 更新,使适應性這一問題變得更為複雜。客戶通常不能預測他們的冷卻系統是否會滿足未來的複雜情況,甚至在了解複雜特點的情況下也不能做出預測。

2、可用性要求

空調制冷系統面臨消除冷熱空氣混合的問題:供氣和排氣混合會降低crac裝置的傳回空氣溫度,同時提高it裝置的供氣溫度。crac裝置必須設定為提供非常冷的空氣以克服這個問題,否則會嚴重影響系統的冷卻性能。解決辦法是:最大限度地減少it裝置排氣和供氣混合的系統。

在滿足要求的情況下,確定系統的備援。備援系統中crac裝置故障會降低冷卻能力,也會影響氣流的實體配置設定,而且備援性很難規劃和驗證。在設計上,系統可以在crac裝置或相關基礎設施發生故障時確定所有it裝置的氣流和供氣溫度。

3、生命周期成本要求

空調制冷系統的規劃設計要求優化資本投資和可用空間。系統要求很難預測,經常會超大規模設計。解決辦法是:采用可随要求增長的子產品化系統,并且加快裝配速度,降低服務合同成本,采用标準化設計,使系統性能能夠精确預測和量化。

使用者對生命周期成本需求的關注不如對适應性和可用性要求的關注大。滿足生命周期成本需求的解決方案要求采用預制的、标準化的子產品化解決方案。

4、可服務性要求

可服務性需求中常提到的一個話題就是,使用者相信冷卻裝置可以在設計上更加易于維修。這就要求縮短平均恢複時間(包括維修時間以及技術人員到達、診斷和部件到貨時間),簡化系統複雜性。如果系統非常複雜,以至于服務技術人員和内部維護人員不得不在運作和維護系統過程中斷開負載,那麼系統的可服務性将大打折扣。此外,系統設計應該追求更加簡單的維修程式,最大程度減少廠商接口。

5、可管理性要求

管理系統必須清楚地描述任何問題,提供與問題症狀更加相符的資料報告以及出現問題時詳細的系統性能狀況資訊,以便進行故障排除,提供預測性故障分析。許多冷卻元件都會出人意料地發生故障或中斷,或者在沒有通知的情況下降級,而且沒有提前警告,這樣采取可能會防止負載損壞的補救措施。這要求系統設計者 以一種提前提供元件故障警告的方式為制冷系統配置儀表。對于消耗品或壽命有限的部件,自動通知剩餘的預期壽命和更換時間,在必要的情況下,考慮調整系統性能以适應降級的消耗品。

6、節能要求

許多機房面臨資源的過度供應。大多數機房采用強制通風方式盲目散熱,造成制冷能量的巨大浪費,資源使用率低下。節能降耗是當代資料中心規劃設計的三個重點之一,而空調制冷系統又是降低資料中基礎設施心能耗的關鍵。這就要求制冷系統采用子產品化設計,提高制冷裝置适性和擴充能力,提高裝置使用率。

資源孤島現象。機房内各空調裝置(crac)完全隔離,不能合理排程,不同裝置甚至工作在相反的制冷和加熱狀态。系統可以通過提高制冷裝置的智能化管理水準,協調各空調裝置的工作狀态。

沒有測量的尺度。散熱裝置不了解機房内 it裝置發熱狀況和溫度分布,隻能盲目送風、“移動空氣”,無法按 it 裝置穩定運作溫度要求供應散熱資源,造成機房内溫度過低,但仍有局部的過熱點 。這需要設計者改變“房間制冷”設計理念,采用機架制就近冷技術。

作者:何妍 

來源:51cto

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