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冷卻系統(tǒng)在機(jī)房制冷中應(yīng)用介紹
2010-12-18 01:46:09 來(lái)源:冷卻系統(tǒng)-高峰冷卻系統(tǒng)在機(jī)房制冷中應(yīng)用(冷卻降溫制冷是每個(gè)行業(yè)都要應(yīng)用的,眾高為您開(kāi)發(fā)各種非標(biāo)非標(biāo)制冷冷卻系統(tǒng))
一、概述
設(shè)施冷卻系統(tǒng)的設(shè)備與配置會(huì)有不同。由于時(shí)間與經(jīng)費(fèi)方面的原因,會(huì)迫使人們不相稱(chēng)地將重點(diǎn)放在簡(jiǎn)單地設(shè)計(jì)一個(gè)只能輸送所需容量的系統(tǒng),而忽視了其他因素。然而,我們還是應(yīng)該賦予更廣泛的關(guān)注去平衡各種因素,進(jìn)行各種權(quán)衡,包括靈活性,可擴(kuò)展性,安裝、調(diào)試與運(yùn)行方便,維護(hù)與故障排除容易,以及可利用性和可靠性。上述五項(xiàng)需考慮的事項(xiàng)中任意一項(xiàng)或任意組合,都會(huì)很大地改變?cè)O(shè)施冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì),改變所用設(shè)備和系統(tǒng)的整個(gè)構(gòu)架。二、靈活性數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)具有的特點(diǎn)是減少或避免與安裝新設(shè)備有關(guān)的系統(tǒng)停運(yùn)。這些特點(diǎn)應(yīng)適用于集中站房?jī)?nèi)的冷卻系統(tǒng)和建筑物內(nèi)的冷水管路構(gòu)架,其中一些特點(diǎn)包括為以后的設(shè)備,如水冷式機(jī)架、集中式空調(diào)器、計(jì)算機(jī)房空調(diào)器與集中站房設(shè)備等安裝時(shí)需預(yù)留管道閥門(mén)和管蓋。集中站房應(yīng)考慮在負(fù)荷增加時(shí)能添加冷水機(jī)組、水泵與冷卻塔。為了將來(lái)再接納計(jì)算機(jī)和冷卻系統(tǒng),應(yīng)制定和利用合理的負(fù)荷管理制度,制定發(fā)展計(jì)劃或策略。全面的靈活性時(shí)常會(huì)受到集中站房?jī)?nèi)管道分布系統(tǒng)的限制。當(dāng)數(shù)據(jù)中心在線(xiàn)后,從避免運(yùn)行中斷和實(shí)施費(fèi)用的角度看,一般禁止用改變管道尺寸的方法去求得容量增加。三、可擴(kuò)展性中心對(duì)預(yù)計(jì)的增加和擴(kuò)展量有足夠的考慮,否則它會(huì)在很短的時(shí)期內(nèi)被淘汰。計(jì)算機(jī)技術(shù)的更新朔為2一5年,故冷卻系統(tǒng)需要有擴(kuò)展能力,以適應(yīng)負(fù)荷增加。建筑物內(nèi)的管路系統(tǒng)(CWS——冷卻水系統(tǒng),CHWS一一冷水系統(tǒng))設(shè)計(jì),應(yīng)能支持建筑物內(nèi)的冷負(fù)荷密度。雖然初投資常支配著水泵選擇和水泵規(guī)格,但還需考慮水泵的能耗、系統(tǒng)的靈活性和冷水儲(chǔ)存,以確定業(yè)主的總投資。集中機(jī)房應(yīng)有足夠的空間供未來(lái)的冷水機(jī)組、水泵和冷卻塔之用。集中機(jī)房?jī)?nèi)冷水和冷卻水系統(tǒng)的分、集水器的大小,從運(yùn)行的*天起到容量增加,以及達(dá)到未來(lái)的規(guī)劃容量,應(yīng)都能很好地適應(yīng)其變化。根據(jù)充分?jǐn)U展和未來(lái)的增加量而選擇的管路可以節(jié)能,也可以在建筑物壽命期的早些時(shí)候采用較小的有效部件。如果預(yù)算不允許為將來(lái)擴(kuò)展增加費(fèi)用,則業(yè)主需確保在現(xiàn)有集中機(jī)房旁邊有可利用的地產(chǎn)。四、安裝、調(diào)試、運(yùn)行簡(jiǎn)單冷卻設(shè)備設(shè)計(jì)應(yīng)安裝方便,位置可見(jiàn)、易近。調(diào)試是一種有效的策略,用于驗(yàn)證冷卻系統(tǒng)是否能按原先計(jì)劃的要求運(yùn)行,因此每項(xiàng)工程均應(yīng)考慮。在"數(shù)據(jù)通信設(shè)備中心設(shè)計(jì)研究(DesignConsiderationsforDatacomEquipmentCenter——ASHARE2005a)"第12章中,為設(shè)備冷卻系統(tǒng)的冷卻服務(wù)提供了有用的信息。本章介紹正式調(diào)試活動(dòng)的五個(gè)步驟:設(shè)計(jì)意圖;性能要求(由項(xiàng)目小組確定);業(yè)主的計(jì)劃文件;設(shè)計(jì)文件基礎(chǔ);項(xiàng)目調(diào)試計(jì)劃。這些步驟包括了制造商驗(yàn)收測(cè)試;現(xiàn)場(chǎng)部件驗(yàn)證;系統(tǒng)施工驗(yàn)證;現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收測(cè)試;系統(tǒng)集成測(cè)試。在滿(mǎn)負(fù)荷(滿(mǎn)流量)時(shí)調(diào)試以證明其水力能力是一項(xiàng)要求;回路應(yīng)進(jìn)行分段隔離調(diào)試,用于證明供、回水回路在繞開(kāi)每段時(shí)的循環(huán)能力,提供不喪失冷卻服務(wù)的可維護(hù)性。數(shù)據(jù)中心應(yīng)設(shè)計(jì)有集中控制或指揮中心,用于監(jiān)視整個(gè)樓宇的運(yùn)行情況。控制中心應(yīng)接納樓手中所有的運(yùn)行系統(tǒng),如安保監(jiān)視系統(tǒng)、能量管理與控制系統(tǒng)(EnergyManagementandContorlSystem—EMCS),系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)(SystemControlandDataAcquisitionSystem一SCADA),樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(BuildingAutomationSystem一BAS)以及火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。這些控制可與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制室集中在一起,并應(yīng)配備人員,滿(mǎn)足24h運(yùn)行之需。在控制中心內(nèi),應(yīng)有各種應(yīng)急程序、協(xié)議、人員一覽表等。當(dāng)它們有變化后,應(yīng)予以更新。設(shè)施設(shè)備的電源,如不間斷電源(UPS)、冷水、機(jī)組與饋電器應(yīng)受到監(jiān)視,以確定負(fù)荷增加和可利用容量情況。此外,還應(yīng)組建包括信息技術(shù)(IT,和設(shè)施中各部門(mén)的配置管理小組或管理委員會(huì),它能控制與管理數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)構(gòu)架。五、維護(hù)與故障排除便捷維護(hù)方便、快速,能準(zhǔn)確排除故障是一個(gè)高利用率數(shù)據(jù)中心的基本要求。這項(xiàng)內(nèi)容的*要素是在冷卻設(shè)備的周?chē)凶銐虻墓ぷ鏖g距。制造商的推薦值應(yīng)作為服務(wù)區(qū)域的*低要求。設(shè)計(jì)者應(yīng)提供維護(hù)與操作閥門(mén)、控制裝置、傳感器和大型設(shè)備所需的通道。在集中機(jī)房?jī)?nèi),可設(shè)置升降機(jī)、吊車(chē)、起重機(jī)等,用于搬動(dòng)重的設(shè)備和部件。這些裝置應(yīng)納人機(jī)房已有結(jié)構(gòu)件的考慮中,例如吊車(chē)與軌道裝置可置于站房?jī)?nèi)冷水機(jī)組的上方,這樣易快速地取下其端板與/或壓縮機(jī)。此外,還應(yīng)為方便拆卸整個(gè)冷卻系統(tǒng)的組成件(如冷水機(jī)組)提供空間。若空間十分緊缺,則用于每臺(tái)冷水機(jī)組抽管的區(qū)域可以共享,因?yàn)槊看瓮ǔV粚?duì)一臺(tái)進(jìn)行維護(hù)操作。冷水管與冷卻水管的走向應(yīng)避免與冷卻系統(tǒng)的設(shè)備搬動(dòng)發(fā)生沖突;像水泵、冷水機(jī)這類(lèi)機(jī)械設(shè)備的布置,應(yīng)方便徹底更換;切斷閥門(mén)的位置也必須能在更換時(shí)不便服務(wù)中斷。因此,它們的布置與整個(gè)管路系統(tǒng)的集成是非常重要的。樓宇的業(yè)主應(yīng)考慮有一個(gè)計(jì)算機(jī)化維護(hù)管理系統(tǒng)(ComputerizedMain–tenanceManagementSystem一CMMS),以有助于設(shè)備維護(hù)。這些系統(tǒng)能記錄維護(hù)歷史,為未來(lái)維護(hù)自動(dòng)傳遞工作程序。制造商的特殊維護(hù)要求和維護(hù)頻率可輸人或下載到CMMS內(nèi),對(duì)設(shè)備運(yùn)行中斷與維護(hù)予以協(xié)調(diào),這比由于缺乏足夠的維護(hù)而去處理不能預(yù)期的設(shè)備故障更方便、更需要。能量管理與控制系統(tǒng)(EMCS)或樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS)的傳感器和裝置的輸出會(huì)隨時(shí)間呈現(xiàn)變化趨勢(shì),可用于系統(tǒng)診斷和故障排除。EMCS的數(shù)據(jù)也可用于監(jiān)視和表征隨時(shí)間變化的系統(tǒng)性能。例如,冷水機(jī)組的電流讀數(shù)與/或冷水溫差及流量,可用于計(jì)算與監(jiān)視冷水機(jī)組的效率和負(fù)荷增加的情況。控制系統(tǒng)應(yīng)具有”故障自動(dòng)保險(xiǎn)(fail-safe)”性能,使系統(tǒng)仍有流量并處于運(yùn)行工況。典型的樓宇管理系統(tǒng)在喪失控制關(guān)閉時(shí),數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)應(yīng)接通,保持系統(tǒng)在線(xiàn)。負(fù)荷隨時(shí)間增加的情況可與冷水的容量作對(duì)照。這一信息可用于謀劃?rùn)C(jī)房擴(kuò)展或個(gè)別組成部分容量增大的時(shí)間框架,例如,冷水機(jī)組用1200RT替代800RT。此外,在樓宇冷卻分布回路和兩次回路中可安裝流量計(jì)與壓力傳感器,用于監(jiān)視管路系統(tǒng)中的冷水流量和容量。利用這種信息可確定安裝新的水冷型計(jì)算機(jī)設(shè)備的*佳位置或校準(zhǔn)冷水系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)模型。*后,還應(yīng)在冷水管路中安裝類(lèi)比用的溫度計(jì)、壓力表和流量計(jì)量?jī)x表(孔板、平衡閥等),以獲得系統(tǒng)性能方面的其他信息。在一次回路與輔助回路上需裝傳感器,便于系統(tǒng)中任一部分在維護(hù)時(shí)進(jìn)行控制。如果備用回路是暫時(shí)的,則也可手動(dòng)操作。采用水冷卻相同容量的水能夠攜帶的熱量是相同容量空氣的3500倍。然而,在數(shù)據(jù)中心內(nèi)采用水冷方法是需要一些時(shí)間的,很多用戶(hù)發(fā)現(xiàn)測(cè)量流經(jīng)整個(gè)數(shù)據(jù)中心內(nèi)的水管長(zhǎng)度是非常困難的事。水冷方法還可以其他一些形式實(shí)現(xiàn)。在一些情況下,機(jī)架中安裝了熱交換器,冷水在機(jī)架內(nèi)循環(huán)流過(guò),熱交換器通過(guò)傳統(tǒng)的壓入空氣的計(jì)算機(jī)機(jī)房空調(diào)設(shè)備進(jìn)行冷卻。有時(shí)候,熱交換器是安裝在機(jī)架外部的。另外一種水冷的方法采用了一套復(fù)雜的外置冷卻系統(tǒng),通過(guò)機(jī)架內(nèi)一個(gè)閉合回路水冷系統(tǒng)對(duì)電子元件進(jìn)行冷卻,供水和排水管道布滿(mǎn)整個(gè)數(shù)據(jù)中心。這種緊湊型的系統(tǒng)能夠減少空氣流過(guò)的路徑,從而減少了風(fēng)扇的能耗。這種緊湊型散熱方法*大程度上降低甚至是完全消除了冷熱空氣的混合。縱觀(guān)未來(lái)科技的創(chuàng)新方向,綠色節(jié)能環(huán)保已成為必然趨勢(shì),而在綠色I(xiàn)T領(lǐng)域,綠色數(shù)據(jù)中心則成為關(guān)注重點(diǎn),創(chuàng)建“綠色節(jié)能數(shù)據(jù)中心”已勢(shì)在必行。然而,沒(méi)有一種單一的“良藥”能完全解決當(dāng)前數(shù)據(jù)中心大幅增長(zhǎng)的能耗成本的問(wèn)題,只有通過(guò)綜合治理才能收到豐厚的成效。
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