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大量的數(shù)據(jù)中心關(guān)注冷卻和濕度控制,,大部分關(guān)心能耗,,一些注重工作負(fù)載管理和性能優(yōu)化,其他的關(guān)心數(shù)據(jù)中心設(shè)計和布局,。本文主要研究現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心豐富的冷卻和濕度控制方式:
免費冷卻
密封冷卻
非集成加濕
露點濕度控制
蒸發(fā)或絕熱冷卻
更高的運行溫度
緊耦合或者熱源冷卻
智能互聯(lián)的冷卻系統(tǒng)
煙囪式機柜和天花板風(fēng)道
以上大部分措施的重點都在于:通過提高運行溫度,,利用環(huán)境空氣和針對性的空氣進(jìn)行冷卻,而不再是將整個數(shù)據(jù)中心降到不必要的低溫,,最終實現(xiàn)節(jié)省能源的目的,。
緊耦合或熱源冷卻
緊耦合冷卻方式通過貼近熱源來實現(xiàn)更有效的運作。這不算什么新東西——問問老的大型機操作員或任何筆記本電腦設(shè)計人員就知道了,。雖然緊耦合冷卻在數(shù)據(jù)中心里面還是“主流”,,但是更新的方法在滿足能源效率的需求方面往往做得更好,并獲取更多關(guān)注,。它的工作方式很簡單:消耗能源來將大量的空氣吹入地板下的空間或者導(dǎo)風(fēng)管,,然后又將這些空氣拉回至空調(diào)。
更有前途的技術(shù)包括浸入式冷卻:將服務(wù)器整個浸泡在礦物油里,,以便使用最少的能耗獲得極高的冷卻效率,。但是技術(shù)人員需要對內(nèi)外布滿了石油的服務(wù)器進(jìn)行處理時,心里會怎么想,?顯然這種冷卻方式并不是適合所有場景,。
后門冷卻器
被人們接受的程度也非常高,部分也是因為水冷方式重新受到關(guān)注,。如果將巨大的機房空調(diào)系統(tǒng)取消,,改用貼近設(shè)備的新型冷卻方式的話,,相信數(shù)據(jù)中心行業(yè)會運行得比現(xiàn)在更好。教育背景和希望與眾不同的個人意愿或許會促生新案例,,但成本和電源可用性的矛盾將決定最終結(jié)果,。
更高的運行溫度
美國供暖、制冷和空調(diào)工程師協(xié)會(ASHRAE)在2008年就第一次發(fā)表了關(guān)于較高溫度數(shù)據(jù)中心的建議,,但并未引起注意,。服務(wù)器不需要冷藏。即使入口空氣溫度達(dá)到華氏75到80°F(攝氏25至27°C),,這些設(shè)備仍然能維持良好運作,。服務(wù)器制造商實際上已經(jīng)擴展了產(chǎn)品的運行溫度范圍,而且舊設(shè)備其實也和新設(shè)備一樣能夠在擴展的溫度區(qū)間內(nèi)運行,。提高運行溫度可以大幅度節(jié)省能源消耗,,但人們首先需要認(rèn)可這種處理方式,然后同意讓熱通道變得更熱——想像一下100°F (38°C)的溫度怎樣,?這會刺激后門冷卻器的應(yīng)用和普及,。
免費冷卻
更高的運行溫度通常也會讓免費冷卻系統(tǒng)一起受益。在ASHRAE 90.1-2010指導(dǎo)文件中,,免費冷卻幾乎是一項節(jié)約能源的強制要求,必將被普遍運用,。節(jié)能改造的資本投入會部分地抵消運營成本節(jié)約的好處,。但在改造或升級的同時實現(xiàn)免費冷卻也是技術(shù)和投資上的挑戰(zhàn)。預(yù)計未來兩年內(nèi)將出現(xiàn)新的標(biāo)準(zhǔn),,使免費冷卻更具可行性,。靠近水源的免費冷卻將可能會更具優(yōu)勢,,但我們將會看到更多類似日本Kyoto Wheel的空氣冷卻案例,。最終,數(shù)據(jù)中心運營商將能夠在超出以前預(yù)計的更多氣候條件下采用免費冷卻措施,,這部分是因為更高運行溫度的貢獻(xiàn),。
蒸發(fā)或絕熱冷卻
雖然使用蒸發(fā)方式制冷的科學(xué)原理簡單,并正在逐漸流行,,但它對于大多數(shù)數(shù)據(jù)中心操作人員而言仍然顯得新奇,。絕熱冷卻通過降低封閉環(huán)境中的某種物質(zhì)運行的壓力來實現(xiàn)冷卻,讓這些物質(zhì)沸騰如同巖漿涌上火山表面,,同時用風(fēng)帶走山峰上的高溫,。絕熱冷卻在溫暖、干燥的氣候中仍然有效,,這大大拓寬了一年中能夠“免費冷卻”的有效期,。其主要的缺點是用水量有些多,但在同等冷卻量的情況下,它所需的冷卻水仍然比標(biāo)準(zhǔn)冷卻塔要少很多,。
密封冷卻
密封措施也無法解決由于錯誤的冷卻規(guī)劃,、空氣流動不充分或冷卻能力引起的過熱問題。最新的國家防火協(xié)會商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(NFPA-75)可能會使密封冷卻的方案更難實現(xiàn),。對噴淋和(或)氣體滅火系統(tǒng)的改造將大大增加成本,。除了要盡力避免錯誤的實施外,日常優(yōu)化也很重要:在未使用的機架空間一定要安裝盲板,,架空地板上的孔洞要及時封堵,,地板下面影響通風(fēng)的線纜也要做好清理。
煙囪式機柜和天花板風(fēng)道
使用天花板上方的空間形成的風(fēng)道將空氣傳輸給機房空調(diào)系統(tǒng),,確?;仫L(fēng)以最高的溫度返回空調(diào)冷卻盤管,可以顯著增加精密空調(diào)系統(tǒng)的冷卻能力,。結(jié)合了吊頂風(fēng)道和熱通道措施的最終設(shè)備形式就是煙囪式機柜,,可以獲得最大的冷卻效率。來自服務(wù)器群的高溫廢氣從機柜后部的煙囪排出,,然后直接通過吊頂天花板上方的風(fēng)道回到空調(diào)設(shè)備中,。整個過程中熱空氣和冷空氣保持分離,所以可以保持很高的能效比,。
雖然效果明顯,,但是煙囪式機柜并沒有獲得大力推廣或被廣泛接受。這可能是因為全密封式的設(shè)計靈活性更好,,可以使用更多的機柜實現(xiàn)相同的效果,。然而,煙囪式機柜可以讓整個房間維持冷通道溫度,,讓工作環(huán)境變得更加舒適,。
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