调整机房空调容量大小提高数据中心能源效率

日期: 2009-10-15 作者:Bob McFarlane翻译:黄永兵 来源:TechTarget中国 英文

调整机房空调(CRAC)容量大小不像选择一台冰箱那样简单,容量大不一定就好!正确的大小是高效运行的关键,其能源效率比选择合适的UPS会更好,但受影响的因素太多了,因此这个问题不是人人都能弄得明白。   如果机房空调容量大小不合适可能会导致制冷遇到麻烦,错误或不恰当的位置可能使情况变得更糟。空调容量太小不能有效制冷,但也不能太大,太多会造成过度制冷,不过谢天谢地,许多机房空调都可以调整负载范围,但也有一些还做不到。   要保持机器和室内温度、湿度比较困难,但温度波动会影响计算机硬件的稳定性和寿命,因此必须尽力保证温度和湿度的稳定。

  采用制冷压缩机的机房空调系统可以通过多步设计实现,一个20吨……

我们一直都在努力坚持原创.......请不要一声不吭,就悄悄拿走。

我原创,你原创,我们的内容世界才会更加精彩!

【所有原创内容版权均属TechTarget,欢迎大家转发分享。但未经授权,严禁任何媒体(平面媒体、网络媒体、自媒体等)以及微信公众号复制、转载、摘编或以其他方式进行使用。】

微信公众号

TechTarget微信公众号二维码

TechTarget

官方微博

TechTarget中国官方微博二维码

TechTarget中国

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

敬请读者发表评论,本站保留删除与本文无关和不雅评论的权力。

调整机房空调(CRAC)容量大小不像选择一台冰箱那样简单,容量大不一定就好!正确的大小是高效运行的关键,其能源效率比选择合适的UPS会更好,但受影响的因素太多了,因此这个问题不是人人都能弄得明白。

  如果机房空调容量大小不合适可能会导致制冷遇到麻烦,错误或不恰当的位置可能使情况变得更糟。空调容量太小不能有效制冷,但也不能太大,太多会造成过度制冷,不过谢天谢地,许多机房空调都可以调整负载范围,但也有一些还做不到。

  要保持机器和室内温度、湿度比较困难,但温度波动会影响计算机硬件的稳定性和寿命,因此必须尽力保证温度和湿度的稳定。

  采用制冷压缩机的机房空调系统可以通过多步设计实现,一个20吨、4步单元的空调可以产生5吨制冷量,当热量上升到10、15、20吨负载时,水冷单元(CRAH)可以调整水流以满足负载,但制冷量通常会下降大约20%。早期的空调系统只是向房间中经冰块吹入空气,24小时就会溶化掉2000磅冰块,制冷量却只有1吨,单位采用的是英热单位(BTU)/小时,因此1吨制冷量相当于1200BTU/小时。

  如今我们都是用千瓦(kW)来表示制冷量,1吨制冷量可以冷却3.5kW热量,因此一台20吨制冷量的机房空调可以冷却70kW左右的热量。如果我们知道数据中心的功率负载,就可以选择一个合适的容量,余量不要超出20%,同时,如果需要增加容量,对于水冷或多步设计可能需要增大50%,但注意有太多不同的容量可供选择,我们应该使用哪一个呢?我们必须了解更多的信息。

  空调要处理两类热量,一种是显示热量,即我们可以感受得到的热量,通常我们的计算机发出的热量就属这种,另一种是隐式热量,通常是水分蒸发产生的。简单说来,处理水份和湿度需要空调更多的隐式容量,这需要从显示容量中扣除。

  数据中心相对湿度一般不会大于45%,但如果过度制冷将会导致空气中的水份消失,因此不得不使用更多的能源重新加湿。问题是,相对湿度是“相对的”湿度,相同湿度的热空气比冷空气的相对湿度更低,因为它相对冷空气而言可以含有更多的水蒸气。此外,数据中心的温度相差很大,相对湿度依赖于测量的位置,这就是为什么我们想摆脱它的缘故了,但相对湿度目前仍然是确定湿度的常用方法。

  大部分空调是通过返回空气温度进行控制的,信不信由你,返回越热的空气将使空调提供更真实的制冷量,因此,如果你计划在负载很重的房间降低温度,实际上消除的热量可能更少,房间的温度反而可能会上升,你也将浪费更多的电力。下面的表格显示了湿度水平和返回的空气温度如何从相同的22吨水冷空调获得更高的性能。注意在高温下,相对湿度必须保持低于下面湿度的最大值。

 返回温度

 72F

 72F

 75F

 75F

 80F

 85F

90F 

95F 

 相对湿度

 50%

 45%

 50%

 45%

 50%

 32.3%

 27.7%

 23.6%

 制冷量kW

 60

 61.1

 69.6

 70.8

 86.4

 101.7

 118.8

 135.6

  如果你使用导管或天花板热空气会回流到空调中,通过防止与冷空气混合,可以保持返回的温度在80℉或更高,从同一台机器你可以获得更多的实际制冷量,在任何返回温度情况下都可以保持湿度更低。

  此外,空调既要制冷又要使空气流动,冰箱也可以制冷,但打开冰箱门却不能给房间制冷,空气流动可以将设备散发的热量带走,热空气主要流向CRAC,就象夏天吹来的一阵微风,那是不是空气越多越好呢?不一定!如果地板比较低,太多的空气流经空调意味着空调需要更快的运转速度,这就意味着压力就会降低,从空调流出的空气通过穿孔板可以降低8-10英尺,但这样浪费了空气和能源,也降低了制冷效果,太多的空气也可能扰乱地板下的空气,使地板下的压力不均匀,进一步降低了制冷效果,如果CRAC相互成直角放置情况会更糟,压力太高也不好,它会使CRAC风扇加速运行,浪费更多的能源。

  幸运的是,目前已可以自动调节风扇速度,自动适应气流的变化,自动调节由房间的感应器控制,这样可以节省大量的能源。

  因此第一步是要弄清楚我们的真实负载,在本文前半部分已经移到,第二步是看你是否可以让更高温度的空气返回到CRAC,第三步是确定冷空气的温度,美国采暖,制冷与空调工程师协会(ASHRAE)技术委员会9.9最近提高了温度范围,因此不要过度冷却设备,第四步是设置你的湿度标准,ASHRAE TC 9.9推荐监控露点,但可能现有的CRAC还不支持,这样你还是得控制相对湿度,因此,如果可能,采购空调时应考虑可以调节负载的设备,同时应选择一个合适的容量,第一天运营保持在中等水平即可,这将提供最佳的稳定性和控制性。

  我们再来看看另外的三个问题:重热,加湿和水温。如果你不止三或四台CRAC,没有必要在每个单元上都放置加湿器,湿气是可以快速扩散的,在每个空调上都放置加湿器可能会起反作用。

  重热已经是多年的老问题了,它是最浪费能源的了,在许多情况下可以设计为不出现或使用最小的重热,但需要设计人员经验丰富才能提供合适的设计方案。

  如果你使用水冷机房空调处理器,你需要有经验的工程师参与,制冷级别依赖于进入的水温和水温的上升情况,虽然水冷提高了能源效率,但却降低了CRAH的制冷量。

  最后不要忘了热源制冷,这已经超出了本文的范围。最佳的制冷方案是消耗的能源要少,本身需要的制冷量也要最小,这是另一个大的主题。

相关推荐

  • “拒燃”?小心数据中心热点

    冷却故障和服务器温度过高造成的结果往往比绝大多数关键任务数据中心断电还糟糕。那么,热点是如何发生的呢?又如何预防其发生呢?

  • 未来数据中心将看重能源测量和冷却效率

    我们已经习惯于以性能和效率的指标来评价数据中心。但是对于未来的数据中心,关注点会逐渐转移到能源和冷却方面。

  • 边缘计算面临冷却挑战

    边缘计算的时代已经来临。超越数据中心的分散处理和存储正在成为新的规范但迎风踏浪之前需要认清其面临的障碍,比如冷却挑战。

  • CRAC改造下一代设施蓝图

    高温扼杀电子设备。在有如房间大小的真空管大型机时代与现代化数据中心中都是如此,不过CRAC冷却与理想的服务器房间温度设置已经变了很多。