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《数据中心基础设施规划设计中的若干问题》：空调制冷系统规划设计及运维中常见的误解

2017-08-05

中国电源产业网

导语：误解一：舒适性空调可用于冷却机房服务器

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误解一：舒适性空调可用于冷却机房服务器

在选择数据中心制冷系统时，很多数据中心的IT人员认为舒适性空调也可以用于机房的冷却，并认为舒适性空调能效高，因此可以降低制冷系统的能耗。

但是，在机房中，显热负荷几乎完全由IT硬件、灯光、支持设备和供电产生的显热组成。因为几乎没有人，室外空气有限，并且通常经过防潮处理，所以，潜热非常少。针对这种情况，空调所需的显热比非常高，为0.95～0.99。只有机房精密空调可以达到这种非常高的显热比。相对而言，舒适型空调的显热比通常为0.65～0.70，因此，提供的显热冷量过少，潜热冷量过多。过多的潜热冷量意味着将不断地从空气中去除水分。为了保持所需的相对湿度范围45～50%，将需要不断加湿，而这肯定要消耗大量的能量。

与此同时，精密空调具有高精度、反应灵敏、基于微处理器的控制系统，可以对外界环境的变化快速做出反应，从而保证环境变化保持在稳定环境所需的整定值范围之内。舒适型空调通常包括有限的基本控制系统，无法足够快速地做出反应，来保证所需的温度差。

而且，机房精密空调通常采用高中效过滤器，使空气中尘埃减至最少，而舒适性空调采用粗效过滤器，无法去除足够的尘埃颗粒；机房精密空调的设计是按照全年8760小时运转设计的，组件有冗余功能。这会大大提高可靠性，降低运行和运维的成本。

因此，机房区域的制冷只能采用机房专用的精密空调。舒适性空调只能用于数据中心办公区人员的制冷。

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误解二：机房需要严格和一致的温湿度控制

按照机房设计标准，简单严格地设置机房环境温湿度，不适应现代数据中心机房要求。

①不同功率密度的IT设备，对进入设备的温度要求不同：

高功率密度的设备由于进出风温差大，要求进风温度较低，以保证CPU等元器件温度不超标，最高△t可达15℃～20℃。例如曙光星云机（高功率密度）进风温度定为18℃，气象局高密机架进风温度定为20℃；低功率密度的设备，进出风温差仅有几度。

②需要控制的是IT设备的进风温、湿度；

建议参考美国发布的《ASHRAE Environmental Guidelines For Datacom Equipment 2011》，其所指的温、湿度为电子信息设备的进风口参数：

★最低温度：18℃；

★最高温度：27℃；

★最低湿度：5.5℃DP（露点温度）；

★最高湿度：60%RH（相对湿度），同时15℃DP( DP露点温度）。

>>>>误解三：降低送风温度设定点就必能提高制冷能力

当数据中心运维人员发现数据中心温度较高，或局部存在热点时，他们毫不犹豫的去降低精密空调的送风温度设定点，以期提高制冷系统的制冷能力来降温和消除热点。

调低送风温度有助于减少热点的说法貌似合乎逻辑，但在处理热点时实为不得已而为之的下下之策，因为这会降低整个制冷系统的效率和制冷量。这种方法的效果取决于CRAC/CRAH的工作状态。如果制冷系统尚有多余容量（即工作负载不足100%，未达到制冷极限），那么调低温度设定值的做法具有积极的效果。如果CRAC/CRAH的位置靠近热点，则调低温度设定值可以降低热点处的温度。但倘若CRAC/CRAH正以最大容量（100%满负载）运行，由于系统已达到制冷极限，调低温度设定值是没有效果的。每个制冷系统在给定环境条件下都有固定的最大制冷容量。温度设定值调低后，“最大”制冷容量也随之降低。

在调低制冷单元的温度设定值之后，制冷量为何会下降？这个问题很好回答，我们只需关注整个制冷系统的用途即可。制冷系统用于收集数据中心内的多余热量并将其排出室外。这一过程可通过一个蒸汽压缩循环完成，如直膨式设备 (DX) 或使用节能冷却模式。根据热力学第二定律，必须利用输入功率将热量从低温环境转移至高温环境。总之，主要的参数是室外温度和IT机房送风温度间的温差。两者之间的温差越大，制冷系统的工作量也越大，从而导致制冷系统的总制冷量降低（假设室外温度是恒定的）。

因此，降低精密空调的温度设定点并不一定能消除热点，反而有时候会降低空调机的制冷能力。

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误解四：热点意味着需要更多的空调设备