数据中心基础架构的所有电源都在变热,管理员必须有效地散热,以保持硬件正常运行。常见的冷却做法是将热量排到室外,并尽可能使用自然冷却。
在大多数设施中,为了维持数据中心全年正常运行,还需要机械制冷系统。因此,重要的是了解机械冷却的工作原理,以帮助设置正确的条件、最大限度减少能源使用、确定适当的冗余以及维持可靠的系统。
无论管理员使用什么系统,都有必要了解冷却的基础知识。冷却取决于以下五个原则:
- 热量必须转移到可在其他地方释放热量的介质。这需要流体流动,空气、水和制冷剂均被视为携带热量的流体介质。
- 任何形式的冷却都需要气流,风扇通常会帮助实现这一目标。
- 热量从较热的环境流向较凉的环境,因此冷却介质的温度必须高于热量传递到的介质。两种介质之间的温差越大–称为“ TD”或“ΔT”,就可以传递更多的热量。制冷只是人为地产生较高温差的机械手段。
- 在数据中心的温度标准下,制冷剂的状态从液体变为气体,再回到液体。水吸收的热量是空气的3500倍以上,因此它通常用作辅助介质,但不易改变状态。
- 制冷剂流体的沸点低,因此设备热量会使流体汽化。但是流体仍然不够热,无法将热量传递到空气或水之类的另一种介质上。与高压锅一样,压缩气体后,其温度升高,沸点或“蒸发”点降低。压缩机是机械制冷系统的心脏。
在任何冷却过程中,都会发生多次热传递。最简单的空气侧自由冷却将热量从内部空气传递到凉爽的外部空气。水侧自由冷却将热量从空气传递到水中,再传递到室外的空气中。这些过程仅需要风扇和/或泵的能量。
当涉及制冷剂时,会有更多的热传递。机械制冷原理上很简单:
- 设备热量被风扇通过冷却盘管(被称为蒸发器)吸收。热量使液态制冷剂沸腾,将其转化为热气。风扇将冷空气排回到设备中
- 膨胀阀调节进入冷却盘管的制冷剂量,以匹配设备产生的热量,从而确保盘管中的所有制冷剂都转化为气体。有问题的膨胀阀则无效,它会输送过多制冷剂液体。
- 压缩机吸入温暖的低压制冷剂气体,并在降低沸点的同时提高温度。
- 热量通过热的制冷剂气体或通过转移到其他介质(通常是水)中而带到室外。
主要机械制冷系统类型
数据中心使用三种基本类型的机械制冷系统,每种系统具有不同数量的热交换。所有都使用风扇、泵和带有压缩机的制冷回路。机械冷却系统主要有三种:
机房空调(CRAC)具有内置压缩机。机房空气处理机(CRAH)只是盘管和风扇,而压缩机(称为冷水机)在其他地方。
压缩机消耗大量能量,因此管理员应有效地运行它们并尽可能少地使用它们。数据中心CRAC和CRAH是精密空调,其温度控制在±1华氏度和4%相对湿度内。它们具有较高的显热比,因此管理员必须除去最少的水分或潜热,并且仅产生显热。
机械制冷系统的最佳做法
为了最大程度地减少能源消耗并最大化性能和可靠性,管理员必须具有适当的冷却系统设计和良好的维护。冷却器需要每年维护,冷却塔需要定期除垢。
还有其他最佳做法需要考虑。保持过滤器清洁以使气流最大化并清除气流障碍。管理员还必须检查制冷剂液位,并确保最重要的膨胀阀没有任何泄漏。
控制排出单元,而不是回风温度,在适当的机柜进气点处装有远程传感器。管理员可以在ASHRAE热量范围内以更高的温度运行系统,从而节省能源并增加CRAC或CRAH容量。根据ASHRAE指南,根据露点而非相对湿度来控制湿度。
同时运行冗余单元,但如果可能的话,以较低的容量运行。对于使用带有变频驱动器的电子换向电机的CRAH,这很容易。这样可以最大程度地减少能源消耗并自动保持冗余。
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
官方微博
TechTarget中国
翻译
相关推荐
-
针对数据中心的平台工程最佳做法
现在企业需要更快的应用程序开发周期,这需要简化DevOps工作流程。新兴学科–平台工程提供对常见、 […]
-
联想扩展AI产品、液体冷却
为了帮助客户部署生成式人工智能计划,同时防止数据中心成本飙升,联想正在推出新的人工智能服务和产品,以及最新一代 […]
-
8个绿色计算最佳做法
为了使数据中心更加环保,首先你需要要研究设施对电力和其他资源的使用情况,并确定可能影响使用水平的潜在因素。这可 […]
-
思科投资10亿美元到生成式AI与HyperFabric
近日思科在提供网络基础设施以支持生成性AI模型方面做出重大举措,这表明思科对这种蓬勃发展的企业技术的坚定承诺。 […]