建设大型数据中心制冷系统的三个关键
随着大型数据中心高密度服务器与低密度混合模式的出现,由于服务器的密度不均衡,因而产生的热量也不均衡,传统数据中心的平均制冷方法已经很难满足需求。据统计,目前85%以上的数据中心存在过度制冷问题,而供电量只有三分之一用在IT设备上,制冷则占到总供电量的三分之二。因此,降低能耗、提高制冷效率是大型数据中心建设的关键所在。
北京世纪互联工程技术服务有限公司(以下简称 BANYANO)于2008年12月,就大型数据中心制冷系统建设的几个关键性问题,发布了技术白皮书。
BANYANO 技术人员表示,在大型数据中心制冷系统的建设中,首要的一点是数据中心制冷模式的转变––由集中制冷到按需制冷。以往多采用集中式制冷,将空调房间设想成一个均匀空间,按现场最大需求量来考虑。这种模式忽视了空间各部分的需要,缺少考虑制冷效率、制冷成本的意识。而按需供冷则是按机房内各部分热源的实时需要,将冷媒送到最贴近热源的地方。它最大的特点是制冷方式的定量化和精准化。
其次,送风方式的设计在大型数据中心制冷系统的建设中异常重要。目前常用的方式有:风管上送风和架高地板下送风。由于上送风方式对于风管近端和远程出风风速的控制难度较大,且精准性不高,因此,在大型数据中心制冷系统的建设中,BANYANO 多采用架高地板下送风方式。将整个架高地板下的空间作为一个大的静压箱,冷空气从空调进入静压箱,再通过地板送风口送至机柜前部的冷通道。通过在送风口上设置的风量调节阀,调节每个机柜前风口地板的通风面积和风速,从而达到按机柜需求供给合适的风量,以此提高空调的效率。
最后,制冷方式的选择是大型数据中心制冷系统建设的关键所在。目前国内数据中心常用的方式主要为风冷精密空调系统。由于建筑空间的限制,常常没有足够的空间放置室外冷凝器,冷凝器排列过于紧密,造成散热效果差,空调系统效率较低,难以解决高密度制冷问题。而水冷制冷方式,可以在机柜内冷却服务器等设备排出热空气,从而加快制冷循环过程提高制冷效率。
BANYANO 技术人员介绍,从世纪互联西安数据中心的对比应用中可以看出,采用 Free Cooling 功能的冷冻水精密空调系统,虽然一次性投入比风冷精密空调系统多出13%,但制冷效率却高出54%。从长期运行的费用来看,Free Cooling功能的水冷精密空调系统比风冷精密空调系统每天节电38094度,在西安地区一个冬季就可收回Free Cooling的投资。如是在寒冷的内蒙古或东北地区,不到半个冬季便可收回Free Cooling的投资。