绿色数据中心的空调选择 - 图文(14)

图4-28T4空调优化设计二

云计算数据中心仅单纯从建设角度考察运行/建设成本是不完备的，应把运行成本的增加与具体业务类型联系起来考虑，比如，同样是主机托管机房，有的机房托管的是面向个人等低端用户的单服务器托管业务，而有的机房则是面向银行、保险业等高端用户的主机托管业务，这两种类型的业务收费，即利润水平的差别非常大，高利润业务对托管机房提出特殊需求应属正常，相应地，增加一些运行和建设成本，也符合实际。 4.12.1关于占地

风冷式冷液机组可能会比水冷式冷液机组占有的机房少很多，更有优势。这取决于机房内服务器装机密度、设备厂商、型号的选择、装机成本等因素。 4.12.2可靠性问题

水塔系统比较复杂，设计自控电路较多，阀门切换，需要专业人员完成，而且水塔和机组对回水水温进行限制，冬季容易造成停机保护。供水系统和阀门是最大隐患，一旦停电或停水，整个空调系统全部停机，造成机房瞬间过热，在专家组对中国各大部委金融系统大型IDC调査中发现，过去几年里80%造成空调停机的原因均由于水塔或供水问题造成。 4.12.3风冷式冷浪机组和水冷式冷浪机组的比较

风冷式冷液机组和水冷式冷液机组的运行条件是不一样的，风冷机组更容易通过控制风机的起停实现精细化的节能控制。因此，查看别人的经验和学术研究文章应更有参考价值。 美国特灵公司曾做过水冷离心式冷液机组和风冷离心式冷液机组在全负荷和部分负荷时的耗电量比较，现将该比较结果L以制冷量1160kw(330USRrL)为基础1整理列出来，见表4-16供参考。

从表中可以看出，在全负荷时，风冷式冷液机组耗电量的确比水冷式冷液机组大，大约大15%左右，但在2/3负荷时两者基本持平，且风冷机组略低，而且1/3负荷时，风冷机组的耗电量远远低于水冷液机组，大约低30yo左右。所以总的来看，风冷式冷液机组的全年耗电量并不会比水冷式机组高多少，加上冷液机组在设备保养方面的费用(冷却塔系统维护保养、水处理、冷凝器清洗等)较风冷机组为高，所以风冷机组总运行费用可能还略低于冷液机组。如果再加上自然冷却，则优势明显大于水冷机组。 4.12.4关于耗水

风冷自然冷却机组是免耗水，免运维设计。水冷式加水塔方案耗水量极大，平均1000个4kw机柜，需要每天耗水400吨。 4.12.5供水稳定性对IDC可靠性影响

从4-29图看出，由于供水可靠性远远不如供电，单一水厂供水和水路环节存在断水可能性较大，严重影响IDC运行可靠性，成为T4等级最大瓶颈，要引起重视。

图4-30为传统离心水冷+水塔方案，从中可以看出采用耗水水冷系统对数据中心可靠性和等级大大造成威胁，这是传统IDC面临的难题。

图4-29传统离心水冷十水塔方案

4.13螺杆式机组与离心式机组比较

4.13.1离心式制冷机组的不足之处

1.结构复杂

为了得到较高的压缩比，尤其对密度小的制冷剂，必须增加级数，一般还要用增速齿轮，对开启式机组，还要有耐高速的轴端密封。这些都会增加制造上的困难和结构上的复杂性。

2.工况狭隘

同一台机组工况适应范围狭，工况不能有大的变动。这样在地源热泵(江河水源)中，如果冬季地源测温度降低(冬季越到后面，地源侧的温度越低)即蒸发温度降低S热水温度出水温度如果在45℃左右，则冷凝温度升高(和标准工况7～12℃，32-37℃相比)当两者达到一定差值时，需要提高压缩机转速来提高压缩机压缩机排气压力，才能达到高温工况。

3.易发生喘振

离心机组在部分负荷工况下会发生喘振现象，机组效率大幅度下降。喘振是离心式制冷压缩机这种速度式压缩机的固有特性，当排量小到某一极限点时就会发生该现象。压缩机发生喘振时，将会出现气流周期性振荡现象，此时制冷剂交替地在压缩机中往返流动，附带发生噪声、震动和发热，长期在该工况下运行会损坏压缩机，降低机组使用寿命。喘振带给压缩机严重的损坏，会导致下列严重后果：

1)使压缩机的性能显蓍恶化，气体参数产生大幅度脉动。

2)噪声加大。

3)大大加剧整个机组的振动。喘振使压缩机的转子和定子的元件经受交变的动应力，压力失调引起强烈的振动，使密封和轴承损坏#至发生转子和定子元件相碰等，叶轮动应力加大。

4)电流发生脉动。

由于空调运行90%时间是在部分负荷下运行，所以离心机额定工况下的高效率在实陈中无法体现。

4.热回收水温低

离心机组如果要保证制冷工况的高效率运行，热回收状态下的水温就偏低，达不到最基本的使用要求。 4.13.2螺杆机特点

螺杆式压缩机结构简单，易损件少，能在大的压力差或压力比的工况下工作，排气温度低，对制冷剂中含有大量的润滑油不敏感，有良好的输气量调节特性。能适应广阔的工况范围运转，尤其是用于热泵机组上，其容积效率不会有明显的下降。

可靠性高，噪声低，振动小，动力平衡好，适应性强。 4.13.3参数举例；克莱门特螺杆式地源热泵参数见图4-30

克莱门特半封闭双螺杆压缩机，不仅运转平稳，精密的压缩机转子间隙，更使高低压侧泄漏减至最少，从而提高了压缩机效率，COP值高。使用寿命可达9.5万小时而不需更换，使得整机的使用年限可达25年之久。通过滑阀进行能量控制，可以使制冷量在10%～100%范围内无级调节，在部分工况下效率更高。

图4-30克莱门特螺杆式热泵参数

4.13.4克莱门特水冷高效螺杆机组与水冷单缎压缩离心机组的综合比较

表4-17水冷高效螺杆机组与水冷单级压缩离心机组的综合比较

4.14供水对IDC可靠性制约和中水利用问题

对于T4高等级数据中心机房设计标准，从设计理念上，要求数据中心的冷却系统采用2N独立冷源的形式(T4标准要求采用两路独立供电电源，双路独立冷源完全在线运行)。但相当一部分IDC由于受到场地限制，很难做到独立两路供水厂供水，这样，有些T4数据中心尽管在配电上有两路输入供电，另加发电机和UPS，达到四路供电，但水源方面却成为瓶颈，造成一些伪T4的数据中心，给整体系统可靠性帯来危害。在欧洲，由于水源单一问题，已经造成相当部分数据中心断水而导致空调宕机，整体机房在5min内温度高达60℃以上。对高等级数据中心而言，可靠性是第一位的，我们不赞成单路供水或修建蓄水池(管路和阀门同样存在单点故障)，在欧洲，我们鼓励大型IDC修建在水源充足的地区，如利用自然湖泊作为应急。我们欣喜看到，欧洲大型IDC逐步转移到北欧较为冷地区，这为采取风冷自然冷却方案提供良好基础。作为自然风，取之不尽，尤其利用自然冷却，更提高PUE节能指标。风冷机组由于采用模块多台运行，杜绝了单点故障，2N状态下，可以允许N台设备同时故障，而不会导致整体系统停机。可靠性有了根本保证。这类方案最适宜缺水和单一水源并要求极高可靠性的数据中心要求。涉及中水利用，也需要考虑到以下一些问题：

1、中水是否单一和独立冷源问题

由于污水处理厂提供的中水来源于当地生活污水的收集处理，么中水的来源和当地自来水的供应来源是同一源头上下游的关系，即如当地自来水供应出现变化或者出现紧急状况，其污水处理厂提供的中水也会将随之变化，即污水的水源也就中断了，实际上两套冷源的冷却水源头为一路，难满足数据机房T4的双路完全独立冷源同时在线运行的设计要求。

2.还是存在单故障点

相比冷冻水系统的封闭运行，冷却水系统是开放式的 …… 此处隐藏：1556字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……