機房精密空調制冷系統設計及運維中的四個(gè)常見(jiàn)誤解

誤解一：機房需要嚴格和一直的溫濕度控制

按照機房設計標準，簡(jiǎn)單嚴格地設置機房環(huán)境溫濕度，不適應現代數據中心機房要求。

（1）不同功率密度是IT設備，對進(jìn)入設備的溫度要求不同：

高功率密度的設備由于進(jìn)出風(fēng)溫差大，要求進(jìn)風(fēng)溫度較低，以保證CPU等元器件溫度不超標，最高t可達15℃~20℃。例如曙光星云機（高功率密度）進(jìn)風(fēng)溫度設定為18℃，氣象局高密機架進(jìn)風(fēng)溫度定為20℃；低功率密度的設備，進(jìn)出風(fēng)溫差僅有幾度。

（2）需要控制的是IT設備的進(jìn)風(fēng)溫、濕度：

建議參考美國發(fā)布的ASHARE Enviromental Guidelines For Datacom Equipment 2011，其所指的溫、濕度為電子信息設備的進(jìn)風(fēng)口參數；

最低溫度：18℃；最高溫度：27℃；最低濕度：5.5℃DP（露點(diǎn)溫度）；最高濕度：60%RH（相對濕度），同時(shí)15℃DP（DP露點(diǎn)溫度）。

誤解二：降低送風(fēng)溫度設定點(diǎn)就必能提高制冷能力

當數據中心運維人員發(fā)現數據中心溫度較高，或局部存在熱點(diǎn)時(shí)，他們毫不猶豫地去降低精密空調的送風(fēng)溫度設定點(diǎn)，以期提高機房專(zhuān)用空調制冷系統的制冷能力來(lái)降溫和消除熱點(diǎn)。

調低送風(fēng)溫度有助于減少熱點(diǎn)的說(shuō)法貌似合乎邏輯，但在處理熱點(diǎn)時(shí)實(shí)為不得已而為之的下下之策，因為這會(huì )降低整個(gè)制冷系統的效率和制冷量。這種方法的效果取決于CRAC/CRAH的工作狀態(tài)。如果恒溫恒濕空調制冷系統尚有多余容量（即工作負載不足100%，未達到制冷極限），那么調低溫度設定值的做法具有積極效果。如果CRAC/CRAH的位置靠近熱點(diǎn)，則調低溫度設定值可以降低熱點(diǎn)處的溫度。但倘若CRAC/CRAH正以最大容量（100%滿(mǎn)負載）運行，由于系統已達到制冷極限，調低溫度設定值是沒(méi)有效果的。每個(gè)制冷系統在給定環(huán)境條件下都有固定的最大制冷容量。溫度設定值調低后，“最大”制冷容量也隨之降低。

在調低制冷單元的溫度設定值之后，制冷量為何會(huì )下降？這個(gè)問(wèn)題很好回答，我們只需關(guān)注整個(gè)制冷系統的用途即可。制冷系統用于收集數據中心內的多余熱量并將其排出室外，這一過(guò)程可通過(guò)一個(gè)蒸汽壓縮循環(huán)來(lái)完成，如直膨式設備（DX）或使用節能冷卻模式。根據熱力學(xué)第二定律，必須利用輸入功率將熱量從低溫環(huán)境轉移至高溫環(huán)境?？傊?，主要的參數是室外溫度和IT機房送風(fēng)溫度間的溫差。兩者之間的溫差越大，制冷系統的工作量也越大，從而導致制冷系統的總制冷量降低（假設室外溫度是恒定的）。

因此，降低精密空調的溫度設定點(diǎn)并不一定能消除熱點(diǎn)，反而有時(shí)候會(huì )降低空調機的制冷能力。

誤解三：熱點(diǎn)意味著(zhù)需要更多的空調設備

當數據中心存在熱點(diǎn)時(shí)，數據中心的運維人員通常會(huì )認為是空調的數量不足，需要增加空調的數量以增加制冷能力來(lái)消除熱點(diǎn)。實(shí)際上，熱點(diǎn)的產(chǎn)生并非是制冷量不足或熱負荷過(guò)大，而是制冷量未能得到充分的利用。換句話(huà)說(shuō)，有可能制冷量是充足的，但未能在需要制冷的區域提供充分的制冷量，這是由于缺乏氣流組織所造成的。

Uptime Institude的一項調查研究顯示，雖然某些IT機房的制冷量已高達需求量的15倍，但機房中仍有7%~20%的機架存在熱點(diǎn)。究其原因，竟是送入的冷風(fēng)繞過(guò)了IT設備的進(jìn)風(fēng)口。正確的解決方案是采用氣流遏制等方法，然后再核定是否需要增加制冷設備。

因此，熱點(diǎn)并不意味著(zhù)需要增加更多的制冷設備，而是需要分析熱點(diǎn)產(chǎn)生的根源，采取一些建議的有效措施，再核定是否需要增加制冷單元。

誤解四：行級空調需要將冷風(fēng)送至服務(wù)器入口

在進(jìn)行行級制冷架構設計時(shí)，數據中心的設計人員經(jīng)常會(huì )將行級空調器看成與房間級精密空調一樣，為服務(wù)器提供冷風(fēng)，因此需要將冷風(fēng)送至服務(wù)器入口。

然而，這時(shí)對行級空調器的誤解。行級空調器的設計初衷是熱排風(fēng)吸收器，也就是將服務(wù)器的熱排風(fēng)就地收集，降低溫度并將熱量傳遞至室外，從而避免了冷熱氣流的混合。

行級空調器的設計屬性決定其功能如此。

比如：其外觀(guān)設計和機架是一致的，并緊靠熱源放置，大大縮短了送回風(fēng)的路徑，降低能耗。同時(shí)，其采用后進(jìn)前出的氣流模式，與機架氣流相互平行，因此，在機架高度方向，更容易收集熱排風(fēng)。還有就是采用變頻制冷量設計，使其排熱能力與機架的發(fā)熱能力動(dòng)態(tài)匹配，更好地收集并壓制熱量。

在行級空調器出口設計導流板是不可取的，因為導流板容易形成射流，容易造成臨近空調附近機架前橫向氣流過(guò)快，冷風(fēng)無(wú)法進(jìn)入機架。

因此，行級空調不是空調冷卻器，而是熱排風(fēng)吸收器。不需要將冷風(fēng)送至服務(wù)器入口，關(guān)注的是如何收集熱排風(fēng)。