標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)中心機(jī)房,要求提供恒溫恒濕的內(nèi)部運(yùn)行環(huán)境。當(dāng)然,實際上做到恒溫恒濕有些困難,畢竟不同設(shè)備不同時刻散熱量都在變化,局部溫差一直都存在,一般標(biāo)準(zhǔn)要求機(jī)房內(nèi)部溫度控制在18~25攝氏度之間,濕度保持在40%~60%為宜。
要實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心機(jī)房內(nèi)部的溫濕度標(biāo)準(zhǔn),必然離不開空調(diào)系統(tǒng)。自從有了數(shù)據(jù)中心,就要有空調(diào)系統(tǒng)。通過空調(diào)來調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的溫濕度內(nèi)循環(huán),給各種設(shè)備提供良好的運(yùn)行工作環(huán)境,提升設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率,并可延長設(shè)備的使用壽命?,F(xiàn)在,出現(xiàn)了一些依靠自然通風(fēng)的數(shù)據(jù)中心,去掉空調(diào)系統(tǒng),以便減少在制冷上的能耗,不過這類數(shù)據(jù)中心需要建在特定的地區(qū),依靠大自然實現(xiàn)通風(fēng)降溫的目的,真正投入使用的寥寥無幾,絕大多數(shù)數(shù)據(jù)中心還是通過封閉的環(huán)境,部署空調(diào)系統(tǒng)來實現(xiàn)內(nèi)部的恒溫恒濕。然而,任何系統(tǒng)都有其不可靠的一面,空調(diào)這種大型設(shè)備也有故障情況的發(fā)生,一旦空調(diào)系統(tǒng)停轉(zhuǎn),給數(shù)據(jù)中心帶來的影響是極大的。
現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心內(nèi)部設(shè)計的都是封閉性很好的機(jī)房,盡量減少內(nèi)外部的熱交換,讓大部分熱量都通過通風(fēng)通道被帶出,減少能耗。這樣做帶來的風(fēng)險是,一旦空調(diào)停轉(zhuǎn),內(nèi)部設(shè)備排除的大量熱量無法及時排出,內(nèi)部溫度會迅速升高。即便很多設(shè)備有強(qiáng)大的風(fēng)扇也無濟(jì)于事,因為這些設(shè)備上的風(fēng)扇都是吹風(fēng),不是降溫的,產(chǎn)生的熱量無法及時排放出去,在內(nèi)部累積。而這里很多設(shè)備都是精密設(shè)備,對溫度都很敏感。比如服務(wù)器,工作溫度不能超過50度,交換機(jī)工作溫度不能超過70度,一個封閉的數(shù)據(jù)中心環(huán)境從二十多度爬升到50度也就幾十分鐘的事兒,所以空調(diào)系統(tǒng)停轉(zhuǎn)對數(shù)據(jù)中心來說危害極大,若時間稍長,很多設(shè)備就會因為溫度過高而燒壞,有些設(shè)備可能自身有過溫的防護(hù),當(dāng)溫度過高時停止工作,這樣也會造成大面積的業(yè)務(wù)受到影響??照{(diào)系統(tǒng)也是有好有差,有的空調(diào)只能傻瓜式地降溫,導(dǎo)致溫濕度變化很大,內(nèi)部出現(xiàn)很多局部熱點(diǎn),這樣有的設(shè)備長期工作在良好的溫濕度環(huán)境中,而有的設(shè)備周圍則忽冷忽熱,變化溫差很大,這樣溫濕度頻繁變化對設(shè)備內(nèi)部的元器件損傷更大,要比簡單的升溫或降溫還要大。還有就是產(chǎn)生的局部熱點(diǎn),甚至在一臺設(shè)備的內(nèi)部也會有局部溫濕度的差異,這對設(shè)備的使用壽命是有影響的,冷熱不均的受熱可以加速設(shè)備內(nèi)的器件老化。對于電子設(shè)備,設(shè)計人員經(jīng)常要做高低溫實驗,就是考驗設(shè)備的抗溫性,要滿足數(shù)據(jù)中心的使用標(biāo)準(zhǔn)要求。
數(shù)據(jù)中心的空調(diào)系統(tǒng)有別于常規(guī)舒適性空調(diào)系統(tǒng),該類設(shè)施空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷特點(diǎn)是顯熱負(fù)荷密度大、顯熱比高,數(shù)據(jù)中心里設(shè)備的耗電量會百分之百轉(zhuǎn)化為顯熱負(fù)荷。數(shù)據(jù)中心空調(diào)負(fù)荷強(qiáng)度高,即使在冬季仍然需要空調(diào)供冷。一旦空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)故障,內(nèi)部設(shè)備散熱量無法及時消除,機(jī)房溫度很快超過設(shè)備對工作溫度的要求,可能會導(dǎo)致設(shè)備的損壞,造成巨大損失。因此,數(shù)據(jù)中心要避免空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)單點(diǎn)故障,保證系統(tǒng)24小時全天不間斷供冷,并且能在線維護(hù),確保系統(tǒng)不間斷供冷的情況下可以維修或更換部分設(shè)備或者配件??照{(diào)是數(shù)據(jù)中心內(nèi)部一個較為復(fù)雜的系統(tǒng),包括風(fēng)冷和水冷兩種制冷技術(shù),選擇哪種因地而異。如果采用水冷冷水機(jī)組的話,還需要在設(shè)計過程中單獨(dú)增加一套冷卻水的循環(huán)系統(tǒng),包括冷卻水泵,冷卻塔和電子水處理儀等設(shè)備,每個制冷空調(diào)系統(tǒng)附近都有冷卻水補(bǔ)水池,至少由兩路市政給水,當(dāng)市政給水出現(xiàn)故障時,水池容積最少滿足系統(tǒng)滿負(fù)荷連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)24小時,兩路冷水經(jīng)不同路由送至數(shù)據(jù)中心內(nèi)各樓層及各空調(diào)機(jī)房,滿足容錯系統(tǒng)的物理分割要求。冷水管路和機(jī)房精密空調(diào)均為2N配置:“兩路市電電源、備用電源、2套低壓配電系統(tǒng)、2N冗余的機(jī)房專用空調(diào)系統(tǒng)、機(jī)柜系統(tǒng)”。任何一路冷水或任何一臺精密空調(diào)故障,均不影響關(guān)鍵負(fù)荷100%運(yùn)行,保證在線維護(hù)的需要。當(dāng)空調(diào)設(shè)備突發(fā)故障時,能及時關(guān)斷故障設(shè)備兩側(cè)的閥門,檢修或更換故障設(shè)備,同時還能保證除關(guān)斷閥門管路之外的空調(diào)系統(tǒng),內(nèi)部設(shè)備都正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在冷源上,可以采用備份甚至雙冷源系統(tǒng),空氣源熱泵系統(tǒng)供新風(fēng)機(jī)組及輔助區(qū)域空調(diào),部署蓄冷罐作為應(yīng)急備用冷源,保證系統(tǒng)斷電時不間斷供冷。在管路上,冷源側(cè)及末端均采用復(fù)線或環(huán)路設(shè)計,以提高水系統(tǒng)的可靠性與安全性,保證系統(tǒng)不間斷運(yùn)行,實現(xiàn)不間斷的數(shù)據(jù)信息服務(wù),要設(shè)計出有高可用性、高可靠性、高安全性及高可擴(kuò)展性的空調(diào)系統(tǒng)。
當(dāng)然,做好空調(diào)系統(tǒng)的冗余沒錯,這可大大提升數(shù)據(jù)中心運(yùn)行的穩(wěn)定性。不過,這也增加了數(shù)據(jù)中心運(yùn)行成本,要知道空調(diào)系統(tǒng)可是一個電老虎,占去了數(shù)據(jù)中心的三分之一能耗,所以也不能一味地考慮空調(diào)系統(tǒng)的冗余,要因地制宜地、合理地部署空調(diào)系統(tǒng)。最關(guān)鍵的是要做好空調(diào)運(yùn)行的監(jiān)控工作,一旦發(fā)現(xiàn)停機(jī),立即啟動備用系統(tǒng),或者在最短時間內(nèi)修復(fù)正常。
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