目前IDC機(jī)房建設(shè)規(guī)模越來越大，服務(wù)器的集成度越來越高，數(shù)據(jù)設(shè)備的功率提升和其部署方式帶來了新的冷卻問題，這使得IDC機(jī)房?jī)?nèi)的制冷空調(diào)問題，已經(jīng)超越電源，成為電信運(yùn)營(yíng)IDC的首要問題。文中針對(duì)IDC機(jī)房空調(diào)存在的主要問題進(jìn)行分析，提出解決方案并對(duì)部分方案進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用。

目前IDC 空調(diào)存在的主要問題

從目前IDC 運(yùn)行情況來看，IDC 機(jī)房空調(diào)電源中斷、空調(diào)冷量設(shè)計(jì)、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)柜熱量過大、機(jī)柜布置不合理等問題是導(dǎo)致機(jī)房過熱的主要原因和問題。對(duì)這些問題，本文從電源保障、空調(diào)配置、氣流組織和高密服務(wù)器布置等方面展開探討，提出解決方案，并在杭州IDC 機(jī)房建設(shè)中進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用，在保障IDC 機(jī)房安全運(yùn)行同時(shí)，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

空調(diào)保障解決方案

1 空調(diào)電源保障

IDC 機(jī)房?jī)?nèi)發(fā)熱厲害，溫度梯度變化也大，通風(fēng)降溫復(fù)雜，而空調(diào)使用的是市電，一旦停電，就會(huì)造成機(jī)房溫度迅速竄升。在一般的通信機(jī)房，由于功率密度低，柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)延遲和常規(guī)的電源倒閘操作是沒有問題的，但是對(duì)IDC機(jī)房來說，在電源中斷的這段時(shí)間內(nèi)是難以接受的，空調(diào)會(huì)停止制冷，特別是空調(diào)風(fēng)機(jī)的停機(jī)導(dǎo)致了氣流循環(huán)的中斷，據(jù)測(cè)試，在單機(jī)柜5kW 負(fù)載情況下，機(jī)房溫度會(huì)在發(fā)電機(jī)啟動(dòng)延遲和電源倒換過程中會(huì)升高5～20°C;如果電源中斷時(shí)間過長(zhǎng)，就會(huì)演變成為一場(chǎng)災(zāi)難?？梢?，保障IDC 機(jī)房空調(diào)的電源可靠性和提升可用性是重中之重，必須制定可靠的空調(diào)電源保障方案，以防止空調(diào)電源中斷或盡量縮短電源中斷時(shí)間。

1) UPS 方案

由于空調(diào)的重要性，大負(fù)荷IDC 機(jī)房空調(diào)的供電等極應(yīng)不低于服務(wù)器設(shè)備的供電等級(jí)，因此采用UPS 供電也并不為過。在國(guó)外，大型數(shù)據(jù)中心的機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)采用UPS 供電的方法越來越普遍;在國(guó)內(nèi)，江蘇電信公司部分機(jī)房把專用空調(diào)的風(fēng)機(jī)接在UPS 上，這樣解決了停電后的短時(shí)間氣流組織中斷的問題，從使用效果來看還不錯(cuò)。采用UPS方案不利的因素是存在投資過大的問題。

2) IDC 空調(diào)雙電源方案：

對(duì)IDC 機(jī)房，同一個(gè)機(jī)房的空調(diào)電源最好不要同時(shí)使用同一路電源，以防止一路電源中斷就會(huì)導(dǎo)致機(jī)房溫升過高。IDC 機(jī)房的空調(diào)配電屏，進(jìn)線電源必須有兩路，兩路電源必須來自不同的低壓配電系統(tǒng)，兩路電源間可以手動(dòng)切換或者采用ATS 自動(dòng)倒換，如果采用ATS 最好設(shè)置成不同的主路(但是在油機(jī)供電下，要注意ATS 的自動(dòng)切換可能會(huì)引起部分油機(jī)的過載);一旦電源中斷，可以縮短中斷時(shí)間并減小影響面。圖1、圖2 和圖3 是杭州電信IDC 普遍使用的雙電源屏和雙ATS 電源屏。

3) 空調(diào)配電屏接線方法

相臨的空調(diào)應(yīng)該從不同的空調(diào)配電屏引出，如1 個(gè)機(jī)房布置16 臺(tái)空調(diào)，兩塊空調(diào)配電屏，那1、3、5、7 等奇數(shù)空調(diào)就從配電屏1 引入(主用市電1)，2、4、6、8 等偶數(shù)空調(diào)從配電屏2 引入(主用市電2)。這樣即使一路電源發(fā)生異常，影響到的空調(diào)是部分的，恢復(fù)的時(shí)間也很快。

4) 雙 ATS 電源柜 空調(diào)新型電源接線方法

這種方案是對(duì)方法2、3 的綜合應(yīng)用，即采用ATS 的同時(shí)采用雙電源屏方案。從實(shí)際使用效果來看，在兩路高壓引入的情況下，采用雙ATS電源柜 空調(diào)新型電源接線方法，比用UPS 供電更經(jīng)濟(jì)，而且可靠性也沒減少多少，由于同一機(jī)房的空調(diào)電源來自于不同的高壓系統(tǒng)，如果這兩路高壓是真雙路的話，那同時(shí)停電的概率是很低的;而在停一路高壓的情況下，還有一半的空調(diào)在運(yùn)行，最重要的是氣流組織不會(huì)中斷，在油機(jī)啟動(dòng)倒電過程中機(jī)房的溫升還是可以接收的。一個(gè)大的IDC 機(jī)房最好有兩塊以上的空調(diào)配電屏，以方便上述方法的空調(diào)接線，如果僅采用一塊空調(diào)配電屏，空調(diào)配電屏內(nèi)部的空開要有備份和冗余。

2 空調(diào)配置

機(jī)房空調(diào)的冷量要大于機(jī)房的最大熱負(fù)荷并有富裕，空調(diào)的配置原則是根據(jù)機(jī)房總熱量總體規(guī)劃空調(diào)設(shè)計(jì)，按照N 1 原則配置空調(diào)數(shù)量?？墒俏覀儠?huì)遇到這樣一個(gè)問題：空調(diào)已經(jīng)按照N 1 配置，為什么IDC 機(jī)房溫度會(huì)打不下來?

1) 分區(qū)配置原則

傳統(tǒng)的配置是以機(jī)房為單位;采用的是房間級(jí)制冷，空調(diào)是以機(jī)房為單位進(jìn)行制冷，但這種方法的配置和冗余并不適用于大型的IDC機(jī)房。

現(xiàn)在的IDC 機(jī)房由于建設(shè)規(guī)模大、面積大和機(jī)柜功率密度高，如果按照房間級(jí)配置空調(diào)，一臺(tái)空調(diào)發(fā)生故障，由于冗余的空調(diào)相距過遠(yuǎn)，氣流組織無法送達(dá)，會(huì)造成局部機(jī)柜設(shè)備過熱;因此大型IDC 機(jī)房的空調(diào)要進(jìn)行分區(qū)配置，即把一個(gè)大型的IDC 機(jī)房劃分為若干個(gè)分區(qū)，然后保證每一個(gè)分區(qū)內(nèi)的空調(diào)均有冗余，這樣空調(diào)發(fā)生故障后，每一塊區(qū)域內(nèi)的服務(wù)器才是安全的。杭州電信的興議、濱江等IDC 機(jī)房，就以四列的機(jī)柜為一個(gè)分區(qū)，然后按照每個(gè)分區(qū)都滿足N 1 的冗余方式配置，是一種比較安全的辦法。

2) 空調(diào)冷量取值

機(jī)房空調(diào)的冷量計(jì)算要采用顯冷量，而不是空調(diào)全冷量。要保證機(jī)房空調(diào)的總顯冷量始終大于機(jī)房的熱負(fù)荷，但是機(jī)房空調(diào)的顯冷量在不同情況下是一個(gè)變值，它標(biāo)注的顯冷量是在23 度、50%下測(cè)定的，隨著機(jī)房濕度的增高，機(jī)房空調(diào)的顯熱比會(huì)下降。比如一臺(tái)制冷量標(biāo)注100KW 的機(jī)房空調(diào)，測(cè)試工況下顯冷量90KW，當(dāng)機(jī)房現(xiàn)對(duì)濕度達(dá)到65%以上時(shí)，空調(diào)的顯冷量只有80KW 了，20%的冷量消耗在除濕過程中。設(shè)計(jì)過程中如果按90KW 或者100KW 的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)，夏季高溫高濕環(huán)境下，機(jī)房的冷量就會(huì)不夠。另外在較大的IDC 機(jī)房里面，由于混風(fēng)情況的存在，導(dǎo)致空調(diào)的送回風(fēng)溫差過小，空調(diào)顯冷量進(jìn)一部下降。因此在確定空調(diào)的制冷總?cè)萘繒r(shí)，必須加大30%以上，目前的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，空調(diào)的總制冷量必須是機(jī)房熱負(fù)荷的1.3～1.6 倍，大型的IDC 必須取上限。

3) 合理的N 值

從IDC 運(yùn)行情況來看，N 1 的N 數(shù)值要合適，N 大了，冗余度不夠，機(jī)房不安全;N 小了，機(jī)房會(huì)安全，但投資大且造成空調(diào)運(yùn)行的能效比過小，如果采用冷備用空調(diào)(停機(jī))，部分冷風(fēng)也會(huì)從停機(jī)的空調(diào)回風(fēng)口跑出來，造成氣流短路或者氣流倒灌，影響機(jī)房的原有氣流組織，如果能夠以低速或者低風(fēng)量運(yùn)行備用空調(diào)，那總體風(fēng)機(jī)功率就可以下降，效率提升;IDC 機(jī)房空調(diào)的N 取值在4～5 之間是比較合理的，更高密度機(jī)房則要把N 取值再減低。

另外對(duì)于部分新建和擴(kuò)建機(jī)房，由于負(fù)荷的不確定，空調(diào)無法一部安裝到位，是隨設(shè)備的增加而陸續(xù)增加的，這種情況要統(tǒng)一規(guī)劃好空調(diào)的位置，并跟蹤機(jī)房熱負(fù)荷變化情況，適時(shí)增配空調(diào)，確保機(jī)房始終滿足N 1 原則。

空調(diào)配置多，可以提高機(jī)房的安全性，但會(huì)降低空調(diào)的能效比，導(dǎo)致耗電上升，如何以較少的備用機(jī)房空調(diào)在高密度機(jī)房情況下實(shí)現(xiàn)冗余是我們機(jī)房空調(diào)運(yùn)行中必須關(guān)注的一個(gè)問題。

3 機(jī)房大環(huán)境氣流組織

這是IDC 規(guī)劃和設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，氣流組織的產(chǎn)生、氣流組織的配送和氣流組織的返回都要合理，一個(gè)高效有著良好氣流組織的IDC 機(jī)房是規(guī)劃和設(shè)計(jì)出來的，而不是靠后期改造出來的。對(duì)于一個(gè)新建的IDC，從有利于氣流組織的角度出發(fā)，下面這些是必須注意的。

1) 機(jī)房布置

大型IDC 機(jī)房不宜正方形，而應(yīng)為長(zhǎng)條形，這樣有利于空調(diào)布置，并減少空調(diào)的送風(fēng)距離和風(fēng)阻。

2) 送風(fēng)方式

新建的IDC 空調(diào)應(yīng)該是下送風(fēng)方式，冷熱風(fēng)道進(jìn)行分離。

目前的送風(fēng)方式有上送下回、側(cè)送側(cè)回、上送上回及下送上回等多種方式，但是下送風(fēng)方式比上送風(fēng)更有利于機(jī)房的氣流組織和提高送風(fēng)效率，如圖4;冷熱通道分離是指各個(gè)機(jī)柜服務(wù)器均以面對(duì)面，背高背的方式進(jìn)行布置。冷熱氣流組織隔離后氣流組織更合理，而且增大送風(fēng)和回風(fēng)之間的溫差，從而提高機(jī)房空調(diào)機(jī)組的效率。目前的研究表明，達(dá)到相同制冷效果的前提下，下送風(fēng)所需風(fēng)量比上送風(fēng)所風(fēng)量小，這也就說明了下送上回式風(fēng)比上送下回氣流組織效率更高。

　3) 關(guān)注地板高度、樓房的凈高和機(jī)架間距

活動(dòng)地板的高度對(duì)機(jī)房空調(diào)的空氣循環(huán)效率有著重大的影響，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。所需的凈高度取決于機(jī)房的大小功率密度和空調(diào)的設(shè)計(jì)方案，對(duì)于氣流組織來說，活動(dòng)地板高度是越高越好，大型IDC 機(jī)房建議地板凈高≥60cm(圖5)，并根據(jù)機(jī)架負(fù)荷可以適當(dāng)加大機(jī)架間距。

IDC 機(jī)房的高度不宜太低，要保證回風(fēng)層的層高，如果這個(gè)高度如果太低，會(huì)影響空調(diào)的回風(fēng)效果，導(dǎo)致機(jī)柜內(nèi)部的熱量不容易返回到空調(diào)，另外在市電中斷過程中，機(jī)房層高也會(huì)影響到服務(wù)器宕機(jī)的時(shí)間，因此要保障機(jī)房的層高，圖4 是建議的機(jī)房高度。

4) 風(fēng)道完整

要保證冷風(fēng)道的完整，這樣才能保證氣流組織，常規(guī)的解決措施如下：

封閉地板上所有不必要的開口，包括未安裝服務(wù)器的機(jī)柜、UPS 電源和空調(diào)電源柜等下部的開口，防止冷風(fēng)風(fēng)道氣流泄露;

靠近墻面和電纜井的地方也需要進(jìn)行封閉。

實(shí)際使用中，如果發(fā)現(xiàn)機(jī)房某處的溫度明顯過低，就表明該點(diǎn)的附件存在冷風(fēng)泄露，要找出泄露點(diǎn)并進(jìn)行封閉。

5) 開口地板的布置

開口地板應(yīng)該布置在需要冷風(fēng)來對(duì)設(shè)備進(jìn)行冷卻的位置。不要在機(jī)房空調(diào)機(jī)組附近放置開口地板，否則空調(diào)送出的冷風(fēng)很容易返回到空調(diào)，開口地板與空調(diào)機(jī)組之間應(yīng)保持至少2M 的間距。

1) 冷通道封閉

各機(jī)柜以面對(duì)面成排方式布置，在冷通道上機(jī)柜的頂部和整列機(jī)柜的兩端進(jìn)

行封閉。這樣送風(fēng)和回風(fēng)之間就實(shí)現(xiàn)了完全的隔離，冷風(fēng)通過活動(dòng)地板送到密閉的冷通道內(nèi)，熱風(fēng)離開機(jī)柜進(jìn)入機(jī)房環(huán)境，再返回到機(jī)房空調(diào)機(jī)組(圖7)，機(jī)房本身處于一個(gè)較高的溫度水平。

要注意的是整個(gè)IDC 機(jī)房?jī)?nèi)的所有冷通道都必須被密閉，這樣才可以體現(xiàn)封閉的優(yōu)勢(shì)，僅僅封閉機(jī)房?jī)?nèi)的部分冷通道沒有太多的作用和意義，因?yàn)樵跊]有封閉的地方，跑出的冷風(fēng)都可以與熱風(fēng)混合從而抵消預(yù)期的節(jié)能效果。封閉冷通道后，空調(diào)的送回風(fēng)溫度均可以提升，使制冷系統(tǒng)運(yùn)行在高效情況下面。

但是在實(shí)際運(yùn)行情況下，冷通道被封閉后，機(jī)房其余的空氣溫度會(huì)變得更熱了(在27℃～35℃)，在這種高溫下，用戶會(huì)以為是空調(diào)發(fā)生故障，即使事先溝通，知道該情況機(jī)房空調(diào)未發(fā)生故障，進(jìn)入機(jī)房巡視的人感覺也會(huì)很不舒服，因此要和用戶充分溝通，讓他們認(rèn)識(shí)并接收這種觀念。否則用戶就會(huì)要求降低空調(diào)

設(shè)置溫度，這樣一來，節(jié)下的能量又回去了。

2) 熱通道封閉

各機(jī)柜以面對(duì)面成排方式布置，在熱通道上機(jī)柜的頂部和整列機(jī)柜的兩端進(jìn)

行封閉，以管道或者天花板的形式把熱風(fēng)引會(huì)到空調(diào)機(jī)組內(nèi)，這樣送風(fēng)與回風(fēng)之間也實(shí)現(xiàn)了隔離(圖8)。

由于冷風(fēng)送到整個(gè)機(jī)房，機(jī)房處于一個(gè)較平均的溫度水平，而熱通道能夠保持較高的溫度?，F(xiàn)有資料顯示：在典型的高熱機(jī)房中，服務(wù)器熱風(fēng)和機(jī)房室溫的溫差一般在17℃左右。如果機(jī)房溫度按ASHRAE TC9.9 要求保持在22℃，那么17℃的溫差可以使服務(wù)器的排風(fēng)溫度達(dá)到39℃。但在實(shí)際的熱風(fēng)封閉系統(tǒng)中，制冷機(jī)組的送風(fēng)量往往會(huì)比服務(wù)器需求量要多，而且會(huì)有少量的機(jī)房空氣進(jìn)入熱通道，這樣導(dǎo)致回風(fēng)溫度略有下降，但仍然達(dá)到38℃，這樣高的回風(fēng)溫度使得與制冷盤管的熱交換更充分，制冷設(shè)備利用率更好，總效率也更高。回風(fēng)溫度的提高對(duì)制冷機(jī)組制冷量的影響適用于幾乎所有的空調(diào)，所有的制冷系統(tǒng)在回風(fēng)溫度較高時(shí)都將具有更大的制冷量。

3) 通道封閉需要考慮的因素

通道封閉會(huì)增加建設(shè)成本;在機(jī)柜的前方和后方安裝密封盲板均會(huì)增加成本。

通道封閉會(huì)造成回風(fēng)溫度升高;密封越好，空調(diào)的回風(fēng)溫度越高，要關(guān)注空調(diào)設(shè)備和用戶工作環(huán)境溫度的運(yùn)行限制。

通道封閉要不影響到現(xiàn)有的消防系統(tǒng)。在對(duì)冷熱通道封閉的過程中，會(huì)對(duì)消防系統(tǒng)產(chǎn)生影響，一旦火警，消防氣體不容易進(jìn)入封閉的通道內(nèi)，影響消防系統(tǒng)的使用，針對(duì)這種情況，杭州電信的技術(shù)人員在東冠IDC 中心采用了可以自動(dòng)敞開的柜頂(圖9)，在柜頂安裝有電磁鐵(圖10)，正常情況下，電磁閥線圈得電，吸住柜頂擋板;電磁線圈和消防聯(lián)動(dòng)，一旦火警，電磁線圈失電，柜頂擋板在重力作用下自動(dòng)打開，冷通道從封閉模式變成敞開模式。

這樣做帶來兩個(gè)好處，一是解決了消防的問題，另一個(gè)是和市電聯(lián)動(dòng)，在市電中斷過程中，敞開的通道可以延長(zhǎng)服務(wù)器的宕機(jī)時(shí)間。

來源：機(jī)房空調(diào) http://mygoldentreasures.com/

• 上一篇：機(jī)房空調(diào)加濕器需要滿足哪些條件
• 下一篇：分析IDC數(shù)據(jù)中心機(jī)房空調(diào)常見故障
  
• 文章標(biāo)簽： 機(jī)房空調(diào) 解決方案 問題
• 注：原創(chuàng)內(nèi)容，禁止轉(zhuǎn)載，如有轉(zhuǎn)載，請(qǐng)標(biāo)明出處。如有內(nèi)容侵犯您的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系刪除！QQ:315212307