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數據中心基礎架構的冷水機優化

文章出处:易胜博娱乐冷水機 人氣:發表時間:2019-02-14 14:33

 數據中心基礎架構的冷水機優化
 
   
  在當今的節能數據中心,最大限度地提高冷凍水設備效率和冷卻生產至關重要。專家丹耐斯討論了冷卻生產基礎,最大限度地提高現有數據中心的冷卻能力,以及如何通過實施預先包裝的冷卻裝置來實現新設施的最佳效率和成本節約。
 
  隨着數據中心運營商更加關注數據中心能效,他們需要考慮與服務器冷卻相關的成本和功耗水平。在這個由三部分組成的系列文章中,專家丹耐斯討論瞭如何在數據中心優化冷卻水生產以實現冷卻。
 
  首先,丹耐斯概述了高效冷卻生產的基礎知識,例如水力配置和設備選擇策略。在第二部分中,他討論了數據中心容量限制以及如何更好地使用冷凍水設備。在最後一部分中,丹耐斯概述了構建新數據中心的重要效率考慮因素,包括實施預先打包的冷卻裝置的選項。

更改管道以進行數據中心冷卻器操作
 
  由於能源使用減少的努力威脅到CRAH和其他冷卻系統的容量,因此您的數據中心冷卻器可能會比預期更溫暖。
 
  羅伯特麥克法蘭
 
  ShenMilsom&WilkeLLC
 
  較溫暖的服務器入口溫度只是數據中心冷卻能耗降低之旅的開始。下一個前沿:溫暖的冷水。
 
  ASHRAE建議將高溫入口空氣送入服務器,以確定高效的數據中心冷卻。空氣溫度高達80.6°F(27°C),可以避免大量不必要的冷卻,並打開自由冷卻選項,而不會顯着增加設備故障率。即使平均入口溫度爲75°F至78°F(23.9°C至25.6°C),與傳統的60°F至65°F(15.5°C至18.3°C)相比,也可節省大量能源。
 
  但是,大多數IT專業人員都不知道冷卻的另一個因素-特別是在新建築中。高溫冷水機組減少了能源使用,但也重新配置了數據中心冷卻。
 
  無論是計算機房空氣處理器(CRAH),行內冷卻器,後門冷卻器,製冷劑泵還是直接應用於處理器,大多數大型和許多小型數據中心都使用冷凍水冷卻。冷水機組-基本上是一個大型製冷系統-產生冷水,冷水通過數據中心冷卻裝置循環。大多數冷卻系統指定最大冷卻能力,通常基於45°F(7.22°C)的水溫,以及數據中心的水流速,空氣溫度和溼度水平。
  冷卻裝置-CRAH,行內或其他設計-將熱量從計算機設備傳遞到循環水,循環水返回冷卻器進行再冷卻。去除廢熱會消耗大量能源,而能源使用會增加您對水的需求。
 
  許多較新的建築採用了基於較高水溫的設計,例如冷樑。如果設計師在建築物中使用更高溫度的水以節省能源,那麼即使設施在單獨的冷卻設備上運行,它們也可能在數據中心。
 
  更溫暖的數據中心冷卻器水和更溫暖的入口空氣的組合從根本上減少了能源使用。在大多數區域氣候中,水通過節能器冷卻至60°F,使其通過冷卻塔循環。這種方法可以與現代冷卻器結合使用,以在溫暖的季節或溫和的氣候條件下冷卻水,並且它比僅通過機械裝置冷卻更具能量意識。
 
  大多數數據中心冷卻設備本身並不是爲冷水機組的溫水設計的。隨着入口空氣溫度的升高,返回CRAH的空氣溫度-因此返回冷水機組的水的溫度-將升高,需要更多的能量來冷卻到傳統溫度。
 
  問題是設計使用冷水的設備在高溫水流過時會產生較少的冷卻能力(見表1)。
 
  表1顯示了數據中心冷卻器水溫與冷卻水流速之間的關係。
 
  在每個例子中,80°F(27.7°C)是空調的迴風溫度。溼度計算在52°F(11.1°C)的露點溫度,而不是相對溼度。

表1.
溫度爲華氏溫度和近似攝氏溫度。水流量以加侖/分鐘和升/秒爲單位。
 
  當冷水機組水溫升高時,有三種結果,如第1,2和3欄所示。
 
  第1欄:當水流速通過傳統的計算機房冷卻裝置(如計算機房空調(CRAC)和行內冷卻器)保持恆定時,冷卻能力會降低。當水溫升高15°F(8.4°C)時,冷卻能力降至額定容量的57%至60%。在沒有其他補償的情況下,數據中心需要幾乎兩倍的冷卻系統單元才能提供與運行較冷水相同的容量。這會佔用大量空間並增加大量資金成本,這使得這種設計的長期投資回報率值得懷疑。數據中心需要更大的泵和兩倍的風扇,所有風扇都使用電源。
 
  第2列:水流速增加以補償冷卻損失。但容量僅提高了約3%-幾乎不值得額外的泵功率來增加流速。
 
  第3列:調節水流速,使水溫在任何入口溫度下都相同。它導致冷卻能力的更大降低,但也顯着降低了水流速,這避免了額外的動力來運行泵。
 
  數據中心冷卻器:泵送製冷劑
 
  另一種形式的數據中心冷卻使用泵送製冷劑,其中冷卻分配單元依靠冷凍水來移除製冷劑熱量。儘管這些系統效率很高,但較溫暖的水會顯着降低其冷卻能力(見表2)。

 表2
顯示使用泵送製冷劑的數據中心冷卻系統不能免受溫暖水的性能損失。
 
  當水溫升至15°F(8.4°C)時,泵送製冷系統的冷卻能力降至最大可能水平的68%。這比使用傳統冷卻裝置要好得多(表1),但仍然是一個重大損失。增加水流速或保持相同的溫升不會比其他系統更有利。
 
  如果我們想要數據中心冷水機組中高溫水的優點,有時-並非總是如此-我們需要額外的冷卻裝置來彌補容量損失。
 
  一種選擇是選擇專爲較冷的冷水機組設計的冷卻裝置。他們的線圈設計用於不同的水溫和流速。節能很快抵消了特殊設計單位的初始投資。後門熱交換器(RDhX)說明了這些定製的溫水冷卻器系統的更有效性能(見表3)。在與傳統系統相同的條件下,RDhX冷卻能力在恆定流速下降至其最大電位的76%,並且在溫度上升恆定時保持在最大值的70%。只需適度增加流速即可回收容量損失。

表3顯示了RDhX線圈設計,它可以容納更溫暖的冷卻水而不會過度降低冷卻能力。
 
安裝了較高冷水機組水溫的技術,併成功應用於許多地方。 關鍵是要認識到這種設備的選擇,規格和操作與冷凍冷凍水系統有所不同。

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此文關鍵字:冷水機,冰水機,凍水機,工業冷水機