高热密度数据中心制冷解决方案设计.pdf

高热密高热密度数据中心度数据中心制冷制冷解决方案解决方案设计设计 高热密高热密度度数据中心数据中心制冷制冷解决方案解决方案设计设计 艾默生网络能源有限公司艾默生网络能源有限公司 严瀚 严瀚 艾默生网络能源有限公司艾默生网络能源有限公司 严瀚严瀚 摘要摘要：高热密度数据中心具有强大的虚拟化、集中化、云计算等功能，节地、节能、节省人 摘要摘要 工等优点，因而存在巨大的应用优势，但是目前其方案、设备的设计、选型还没有成熟的理 论指导。本文就高热密度数据中心设备的选型从理论和工程经验两方面进行了剖析，指出了 建设高热密度数据中心的具体方法和发展方向。 关键词关键词：高热密度：高热密度 数据中心 数据中心 制冷解决方案 制冷解决方案 风量 风量 焓 焓 紊流紊流 雷诺数 雷诺数 行间级制冷 行间级制冷 关键词关键词：：高热密度高热密度 数据中心数据中心 制冷解决方案制冷解决方案 风量风量 焓焓 紊流紊流 雷诺数雷诺数 行间级制冷行间级制冷 机柜级制冷机柜级制冷 芯片级制冷 芯片级制冷 艾默生 艾默生 XD XD 系统系统 CRV CRV 系统系统 CoolTherm CoolTherm 水冷机柜水冷机柜 微热管 微热管 机柜级制冷机柜级制冷 芯片级制冷芯片级制冷 艾默生艾默生 XDXD 系统系统 CRVCRV 系统系统 CoolThermCoolTherm 水冷机柜水冷机柜 微热管微热管 引子引子：随着云计算的发展，传统的低密度数据中心已经不能满足日益发展的需求，因此出现 引子引子 了超过8kW/Rack 的数据中心，我们一般将 8kW/R 至 30kW/R 之间的热密度机柜成为高热密 度机柜，超过 30kW/R 发热量的机柜称之为超高热密度机柜 （图1）。 图图 1 高热密度机柜出风口红外图高热密度机柜出风口红外图 图图 高热密度机柜出风口红外图高热密度机柜出风口红外图 一、一、 选择建设选择建设高热密度数据中心高热密度数据中心的原因的原因 一一、、 选择建设选择建设高热密度数据中心高热密度数据中心的的原因原因 1、在传统的低密度数据中心中，设备占地面积广大，往往达到几千甚至上万平方米，这 在建筑成本日益升高的今天，无疑是一种巨大的浪费。而高热密度数据中心，由于提高了机 柜的装机容量，使得同样功能的数据中心面积可缩小 60% 以上。比如传统 2kW/R 的机柜， 若提升到 10kw/R，则可实现 80%的节地，其建筑成本的节省就是一笔非常大的收益。 2、由于传统的机房精密空调需要依靠房间中的空气作为传导冷量的媒介，因此若机房面 积大，其相应需要冷却的空气质量非常大，而空气中的水蒸气相变吸收的潜冷量更加巨大， 因此若能减少面积，相应的建筑热负荷需求也会显著下降，可实现非常大的节能收益。 3、高热密度解决方案中精密空调均采用就近送风方案，需求风量比传统精密空调少很多， 再加上风机技术上的革新，单风机系统就可比传统方案节能 60% 。 4 、高热密度数据中心由于设备智能化的提高、面积的减小、服务器数目的减少，相应需 求的维护人员数目大大下降，可节省巨大的人工开支。 5、高热密度数据中心可采用功能强大的刀片服务器，利用服务器虚拟化技术，可利用虚 拟技术将其虚拟分割为若干个小的数据中心，相当于建立一个高密度数据中心，可代替传统 的4-5 个数据中心的功能； 6、高热密机房特点是冷量需求很大，而湿负荷需求很小，因此高热密度空调设计工况基 本都接近显热比 100%，这样可减少由于潜冷而带来的无谓除湿，更可进一步减少由此带来 的无谓加湿，从而减少很大一部分除湿、加湿功耗。 7