关于受访嘉宾

杨智卿，台达集团电源系统事业群、关键基础架构事业部精密空调解决方案产品处处长，曾在山特、APC、伊顿等公司工作，多年从事产品研发，具有资深经验。

在数据中心中，制冷的重要性不言而喻。尤其是在炎炎夏季，为数据中心降温成为管理员们必须重视的问题。随着云数据中心、下一代数据中心等概念的推出与流行，数据中心的功率密度与日俱增。与此同时，机房中的设备密度不同，如果盲目给整个机房降温，会造成机房温度不均或过度冷却，不仅严重浪费电力资源，还会增加额外的成本支出。

高密度数据中心制冷难在哪？

何谓高密度数据中心？主要以数据中心中单一机柜内所搭载的IT设备最高总用电量进行估算。台达关键基础架构事业部精密空调解决方案产品处处长杨智卿表示，台达以4kw单一机柜的最大总耗电量，也就是约4kw的发热量来区分低密度或高密度数据中心。这主要因为经过精密的气流模拟及计算，传统的机房空调设置仅能支撑单一机柜4kw的散热量。若超过4kw，极有可能在数据中心高峰运行时间造成局部热点，增加服务器失效的风险。

高密度数据中心意味着在相等的面积条件下配置更多的服务器，也就代表着该机房的重要度比一般低密度机房更高。对这类机房制冷的难点在于如何提供有效的气流组织，确保重点机房的运行无忧。再者，数据中心的运行在高(低)峰的负载差异非常大，所需求的散热量也不一致。此外，在确保高峰运行无忧及提供适当的冷源也是一大挑战。
同时，随着虚拟化等技术延伸到数据中心领域，使得所有服务器的工作量集中在某一区域，其他区域的服务器则保持待机或休眠状态以节省电力耗损，由此造成热负载集中在某一区域形成热点。

从一个案例说起

沈阳平安城市数据中心机房空间有限，在30平米左右的面积中部署有12台机柜，里面塞满刀片服务器、交换机、储存设备、2U机架式服务器等近100台的设备。总负载超过100kW, 其中单一机柜最大功耗为刀片服务器机柜，热密度高达13kw。

高可靠、高密度、节能与模块化成为其制冷的四大关键词。基于自身的需求，沈阳平安城市数据中心选择台达作为合作伙伴，帮助其打造专业的方案建议与科学化的仿真模拟分析，并量身定制制冷方案。
主要采用以两路A/B UPS输入并符合国标50174 A级机房架构, 使用高性能高效率的冷冻水机柜式制冷空调系统，搭配具备自然冷却功能冷冻水机组，充分利用东北的自然冷源达到节能的效果。而整体的规划更是以模块式的架构发展，方便在未来可以直接采购整体模块实现扩容。

具体而言，主机房内以12台冷冻水型机柜式空调做为主要的制冷设备, 室外侧搭配带自然冷却功能的冷冻水机，利用天然冷源达到节能效果。并设置蓄冷罐做为冷冻水机失效时的备用冷源，兼顾节能与可用性。

为了让制冷系统与其他系统进行友好交互，采用HCH1850机柜式空调提供完整的通讯界面，拥有数据中心管理系统良好的讯息联结管道, 包含SNMP、RS232、RS485、干接点与CAN Link等。 并且，这种水平式空调机由于比传统式的下吹式空调机更接近热区，因此可得到更好的制冷效果，消除热点问题。

在此次项目中，台达整体的高密度数据中心制冷解决方案合理配置高密度机柜，达到了节能的目的。使得PUE值降低到1.3左右，每年可节省61万度电。

杨智卿总结，在方案设计中最重要的是确保在满足客户需求的情况下, 空调解决方案能可靠运行。在设计方案中运用科学化的仿真分析模拟，在实际运行前确保在不同场景或失效情况之下，数据中心空调系统仍然可以持续运行。

图：沈阳平安城市数据中心机房所采用的冷冻水型机柜式空调

您的高密度数据中心该如何降温？

首先需要对自身的需求进行整体评估，然后选择适合的合作伙伴与信息系统，并制定未来的扩容计划。

其中，空调系统的设计核心在于从需求发展，评估所需要的制冷容量、形式、布署方式与冗余程度等。主要包括：数据中心的建设地点及历史状况的评估，与现场建筑相关的条件，如管线距离、空间、承重等，这可以评估制冷系统的选择以及是否有间接自然冷却系统应用；在机房内部拥有适当的冷热风隔离，以便提高效率；评估机房内部发热量并规划制冷系统散热量；以及未来扩容计划。

台达研发生产有直流风扇、控制模块、电源模块与高显热设计盘管等，这些机柜式制冷空调设备可以满足高密度数据中心运行需求。比如双电源冗余可以提高空调系统运行可靠度，群控功能确保空调机故障时，其他空调能提供支持，还能针对不同负载情况自动调节风量, 达到节能减排。“可热插入的电源供应器及风扇能够缩短重要零部件维修更换的时间, 提高可用性。而且贴近热源的部属方式缩短送风距离，避免冷热混风，达到优化的制冷效率。”杨智卿说，“我们的显热比高达0.99，这大幅提高了制冷效率。”

对于高效的制冷方案，杨智卿表示企业应该做到以下几点：制冷设备贴近服务器，这样可以有效地提供足够的冷源，并且送风距离最短，效率最高；建立热池，可以有效区分冷风与热风，提高制冷效率；制冷设备必须具备自动调节功能。在不同的机房负载下调整冷冻水流量与出风量, 适应高密度机房高低峰不同的散热量需求，避免低峰时过度制冷, 造成不必要的电力浪费并影响机房内部温湿度状况。

此外，随着无人值守机房在业界广泛应用，智能化管理系统越来越重要，台达自主开发的EMS3000数据中心管理系统具有完备的功能：从基础构架设备的运行、保全、资产、能源到报表，形成完整的监控系统，确保数据中心运行无忧。

夏天真的来了，高密度数据中心用户也应该注意一系列问题。杨智卿分享了一些建议。首先确认目前整体空调系统的负载情况。若在夏天来临之前空调系统的运行已经接近满载，则可以考虑空调系统的扩容。其次，户外温度高造成散热不易，需要确认空调室外机组整体的散热情况。如北方春季漫天柳絮纷飞, 必须提前清理设备。此外，机房内做好冷热通道隔离，将机柜中未安装服务器的地方以封板封闭，避免热回风短循环，并集中管理高负载机柜。