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数据中心的变化需要哪些有效冷却方式

作者: 发布时间:2020-05-12 16:04:14点击:
数据中心的冷却系统通常比服务器、操作系统和网络配置受到更少的关注。然而,这些IT系统的性能对于冷却支持的依赖,其实与对网络连接的依赖是一样的。

精密冷却系统,是专为满足数据中心热负载的需求而设计,其与一般性的、以凉爽舒适为目的而设计的标准化建筑内空调相比,具有非常不同的服务和维护需求。

一、当前数据中心冷却的变化
IT设备的关键性质以及支持其操作运营的独特环境,要求使得必须在数据中心站点,采用专用的精密冷却系统。而由于大多数数据中心,都是保持24×7 ×365全天候运行的,故而其温度和湿度条件,也必须确保全天候的稳定水平。
精密的系统专门用于冷却电子设备的。电子设备产生的是纯显热,既无湿度的热,并且需要连续的冷却。而一般性的以提供舒适为目的的空调,则不适用于处理这些类型的条件状况。

二、计算机产生热量,但不会产生湿度
这就是为什么大约95%的精密冷却系统的能量和容量,均被设计为去除电子设备产生的干热的原因所在了。而一般性建筑的冷却制冷系统的设计目的,是为人们提供舒适的感受,故而只使用了约60% 的冷却能力来消除计算机产生的热量。另外,40% 的冷却能力,则用于去除通常在办公环境空间中所存在的水分,而这种需求在服务器机房或网络机房是不存在的。过多的降低湿度,可能会导致静电问题,甚至引发电子故障。
服务器和其它IT设备通常被设计为,必须在保持一定温度和湿度范围内的环境条件下操作。超出这些条件范围可能会导致性能下降,并缩短设备的使用寿命。

三、更高的密度意味着更高的热负荷
近年来,数据中心的冷却需求以及影响操作的功能已经发生了许多变化。其中最为主要的是新技术IT设备的热负荷密度的增加以及由此导致的热负荷的增加。而更高密度的热负荷,需要更复杂的冷却技术。
而随着高密度机架配置部署的实现,原本采用传统的精确冷却配置的数据中心,在高架地板下面输送空气到大型计算机房的空调 ( CRAC ) 单元,可能遇到某些瓶颈问题。由于在某些高密度区域中的冷却能力不足,会产生热点。典型的地板下排气散热可能不足以冷却这些热点。而如果不使用辅助冷却,则负载高于4 ~ 5 kW的机架将易受热点影响。

四、数据中心热负荷的上升
即使数据中心机房内可能存在高水平的冷却能力,但如果冷却系统发生故障,冷却空气的分配方式也可能导致相应问题。高架地板配置并非总是设计用于最佳空气流量的。它们的运行可能如此接近容量的边缘,以致于任何由于维护问题所带来的停机中断都可能造成困境。
这些问题的解决方案,是采用基于机架行的冷却和其它目标冷却系统。关键冷却技术,正在发展成为基于机房和网络的整体解决方案,而不仅仅是基于单独的HVAC单元。这些不同类型的系统,需要具有对其操作有着深入了解的高级服务技术人员。

五、更复杂的冷却方法
精密空调采用了范围广泛的冷却介质,需要具备相关知识背景的专业维修技术人员以调节控制和测试系统。这些冷却方法包括空气,冷冻水和制冷剂。在大多数情况下,这些系统比一般舒适型冷却系统更为复杂,需要更加注意维护,以提供最佳性能。
独特的节能配置,如双冷却系统作为节能方式变得越来越流行。利用该选项,传统的空气冷却单元通过添加,利用中央建筑冷却器供应的第二线圈而被转换为双源冷却系统。该单元既可以用作冷冻水系统,也可以作为压缩系统,或两者的组合。在冷却器供应可用的时候,压缩机操作被消除,从而降低了能源成本。

六、新的设备需要一套新的技能
新一代电子控制系统,通过协调和优化数据中心中的多款冷却单元的运行来提高效率。而这些控制系统,自然也需要更多的专业知识来实施维护和服务。未经培训的设备服务人员,实际上可能会导致冷却系统在尝试执行调整或维护时失败。
具有先进控制系统和变频驱动器的新型冷冻水单元与以往型号非常不同。使用先进的控制系统,需要训练有素的服务专业人员。而未经训练的维修人员,来对这些类型的控制系统实施日常维护,可能使设备的保修失效。
数字化涡旋压缩机,利用先进的电子控制和调制来实现更高效的运行。然而,数字涡旋单元的操作与标准涡旋压缩机不同。经过了设备供应商专业培训的维修技术人员,知道如何正确诊断压缩机的潜在问题以及如何进行日常维护。

七、精密冷却的独特方面影响服务需求
与一般提供舒适型的冷却系统相比,当今精密数据中心冷却系统的差异也产生了非常不同的维护要求,以便能够保持数据中心设备的正常和高效地运行。在精密冷却系统的整个使用寿命期间,对其实施恰当的维护无疑是相当重要的:如果数据中心的精密冷却系统不能在其最高水平运行,那么其也就不能完全使数据中心受益。

八、更好的设备制造商培训和认证的服务
虽然非OEM服务提供商可能具有安装精密冷却设备所需的相关知识,但他们不一定具有所需的服务专业知识,以确保这些系统在安装后的最佳性能。
维持标准建筑舒适型的冷却系统所需的知识水平与数据中心精确冷却系统所需的知识水平是不同的。
制造商支持的服务技术人员经过了其专业的培训,以处理各方面的服务。他们具有识别数据中心可能导致冷却单元出现问题的关注领域所需的知识和经验。
数据中心的正常运行是至关重要的。而设备制造商培训过的技术人员拥有可用于快速访问关键服务部件的资源。该访问允许这些技术人员能够在最小中断的情况下快速使禁用的单元返回在线。

九、精密空调和舒适型空调操作的比较
与舒适型的冷却服务不同,服务维护人员在维护期间不能在夜间离开数据中心,第二天再回来继续完成工作。维修技术人员的目标,是尽可能最小化设备单元的停机时间。在数据中心现场,技术人员可以在其它单元上工作,以确保数据中心的有效操作。

十、数据中心冷却评估以跟踪变化的需求
随着数据中心的发展和变化,精密冷却系统将不断发展。为了确保冷却系统的最佳性能,这种演变应该遵循服务提供商,在热评估期间所收集的相关指标。
了解数据中心的冷却系统的性能是规划适当维护的关键。客户在峰值容量运行时需要评估其数据中心的冷却性能,以便真实了解其冷却需求。
这种类型的详细分析是优化数据中心冷却的关键。对这种程度的研究需要有具备相应工具的人来确定热点在哪里,以及如何纠正。

十一、不同种类的冷却需要不同的服务
因为精确冷却系统的设计方式,使得它们与一般建筑的舒适型空调冷却是非常不同的,所以没有如何维护设备的特定知识的服务提供商,可能无法准备处理该工作。而缺乏经验的服务提供商则大大增加了设备发送故障的风险,使用OEM工厂培训的服务提供商,则有助于确保精确冷却系统,在其最佳的性能和效率点运行。
精密冷却的连续运行是数据中心IT设备正常运行所必需的。这使得其维护工作极为重要。通过采用可能不具有维持保持其性能水平所需的专业知识的服务提供商的服务,或将潜在地削弱企业数据中心对于精密空调的投资,同时也是没有意义的。
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