数据中心机房精密空调与气流组织管理的探讨一

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1、数据中心机房精密空调与气流组织管理的探讨一随着网络技术和应用的不断发展，数据中心机房己成为各企事业单位赖以发展的信息系统核心基础设施。服务器、网络设备、存储等IT设备对机房环境要求也越来越高，而机房环境技术的控制最为重要的环节就是精密空调系统。(一)精密空调的制冷原理精密空调在对机房环境控制的过程，实际上是"热量传递和交换"的过程。之所以称之为"机房精密空调系统"，是因为我们深圳天安源公司所理解的机房精密空调不是传统意义上仅指空调机本身，它包括"冷气流的产生(也就是空调机)、冷气流的配送和热气流的回收"三个环节。不

2、管是舒适空调还是机房精密空调，它们的工作原理和结构都是类似的。空调机都是由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成(如图所示)。其工作过程:压缩机不断地抽吸经过蒸发器并吸收了热能的制冷剂气体，并将它压缩到冷凝压力，然后送到室外机的冷凝器;冷凝器等压冷却和冷凝成液态制冷剂，制冷剂冷却和冷凝时放出的热量，将高温高压气体的热能通过风扇向周围空气中释放，使高温高压的气态制冷剂重新凝结成高温高压的液态制冷剂，然后送到膨胀阀;膨胀阀将冷凝器管道送来的液态制冷剂蒸发降温后变成液、气混合态的制冷剂，然后送到蒸发器回路中去;蒸发器装有冷却

3、排管，将液、气混合态的制冷剂通过吸收机房环境中的热量重新蒸发成气态制冷剂，然后又送回到压缩机，如此循环。在这个循环的过程中，压缩机是空调的核心，起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸气的作用。冷凝器承载着室内与室外的热量交换，将蒸发器中吸收的热量连同压缩机所转化的热量一起传递给冷媒介质带走，是释放热量的装置。膨胀阀对制冷剂起节流降压作用并调节进入蒸发器的制冷剂流量。蒸发器则是吸收热量输送冷量的装置。在空调基本组成部分之外，还有二个重要的部分:温湿度探测器和送风风机。温湿度探测器(也称"温湿度传感器")的主要功能是探测回风口气

4、体的温度和湿度，将相关的数据传送给空调的控制器，控制器根据这个温湿度数据驱动压缩机和其它部分调整工作状态，以达到精密控制的目的。送风风机的主要功能是将通过蒸发器冷却排管过滤后的冷气流输送到机房的送风"静压箱"或"送风管道"中。很显然，温湿度传感器关系到空调对环境控制精度，送风风机关系到空调的机外余压和送风量。随着IT技术的不断发展，数据中心机房的密度越来越高，机柜的密度越来越大，虚拟化和云计算技术又为机房的环境控制技术带了"局部热点漂移"问题(云计算技术就是利用虚拟机制，调用闲置的CPU参与不同的计算，CPU计算量

5、大时，服务器发热量高)。因此，能否精确探测机房内某个机柜是否存在局部热点，热点是否会在某个时间段内漂移，己经为机房的环境控制技术带了新的设计思路和策略。深圳市天安源机房设备工程有限公司率先在国内推出了新一代的NCPI智能机柜很好地解决了温湿度探测的精密问题。NCPI智能机柜的设计思路是，根据机柜里所安装的服务器数量和功率，在每个机柜或机柜排上选择安装多个温湿度传感器，这些温湿度传感器同机房精密空调的传感器通过网络传递给中央控制器。中央控制器根据多个温湿度探测点的数据和计算程序来驱动空调的压缩机和送风风机调整工作状态

6、，以达到温湿度精确控制。NCPI智能机柜的另一个设计思路是，在机柜上集成气流组织管理组件，如气流强送单元ADU、气流强排单元ARU、制冷背板CoolingPanel等，通过温湿度传感器的实时数据驱动ADU或ARU的变频风机变速运行，以加大或减少单个机柜的送风量，或者是控制制冷背板的控制阀，以加大或减少制冷背板的冷冻水循环速度，以解决单个机柜或机柜排的"局部热点"问题。NCPI智能机柜的设计思路是国内外第一个真正实现"智能制冷"的解决方案。(二)精密空调的特点及发展方向1、温湿度控制精度高。机房中运行的大多数是IT设

7、备，这些设备的主要元器件就是半导体、印刷电路板、电容器等。半导体无器件，室温在规定的范围内每升高10℃，其可靠性和寿命就会降低25%;电容器温升每增加10℃，其使用时间就会下降50%;印刷电路板的结构强度会因为温度过高而变得软，温度过低而变得脆。因此，IT设备对机房的温湿度的要求比较高，而精密空调的温度控制精度可达±1℃，湿度控制精度±5%。2、大风量、小焓差。机房里IT设备散发的热大多不带有湿量，不像人体所散发出的热带有汗湿。机房空调带走这些干热，需要增大机房的循环风量(大风量)，减少送回风温差(小焓差)。精密空

8、调的送风量大，送风风速高，换气次数多(一般可达40-60次/小时)，能够在机房整个空间里形成气流循环，降低机房空间里形成局部温差的可能性。3、连续运行，可靠性高。数据中心机房是不允许间断的，作为制冷环节的重要部分，精密空调同样的不可以停止运行。因此，精密空调的设计寿命和运行可靠性要求都比较高。随着低碳经济时代的到来，精密空调系统也在不断地进行技术的更新，精密