卡塞尔分析制冷方案

　　随着热的不断升温，冷的需求也随之不断加大，连续制冷迫在眉睫，因而制冷设备冷冻机或冷水机组需求量也

不断就加大。随着数据中心单位用电量不断增加，机房的发热量越来越高，在这种情况下，一旦电源发生故障，虽

然服务器依靠ups系统能够继续运行，但由于制冷设备停止运行，致使机房温度快速上升，仍会导致服务器过热而

停止运行。因此，目前高密度机房的趋势需要设计不间断工作的制冷系统，以保证在电源故障时，制冷系统或部分

制冷系统能继续运转，在一段时间内维持机房的环境温度，以免过快地升温，从而保护服务器设备的安全运行，等

候电力系统恢复或者备用发电系统投入使用。本文从相关标准和实践出发，对高密度机房的制冷系统的设计进行探

讨。

　　对高密度机房连续制冷的定义

　　面对上述情况，国外数据中心领域的一些机构进行了研究，在UPTIME协会研讨高密度机房连续制冷系统的白皮

书中，将制冷系统分为ABC三个等级，*为不间断制冷系统，不间断制冷系统需要为精密空调的风机、二次泵配置

UPS，并增加蓄冷罐;B级为连续制冷系统：连续制冷系统需要为精密空调的风机、二次泵配置UPS，但不增加蓄冷罐

;C级为可中断的制冷系统，即对制冷系统不配置任何UPS设备，在电源故障时停止制冷系统。UPTIME对制冷系统进

行分级定义，并提供了几种解决方案。

　　制冷系统停止时的机房温度

　　当制冷系统停止时，根据数据中心机房装机密度的不同，机房的温度上升幅度不一。在以往传统的机房，由于

单机柜用电量较小，制冷系统停止后，仍有较长一段时间能维持设备正常运行。例如在一个单机柜1.2KW的机房，

制冷系统停止10分钟后，温度将上升10.5℃，管理者可以有时间启用备用发电机或关闭服务器设备。

　　但随着机房装机密度的提高，温度上升变得非常迅速，据In实验分析，一个单机柜用电量约9KW的数据中心

机房，一旦制冷系统停止运行，温度从22℃上升40℃只需要18秒，上升到57℃只需要35秒。而一旦超过32℃，计算

机设备就会出现故障，温度继续升高，计算机设备将会停止运行，甚至损坏。因此，对于高密度的机房，配置一个

不问断的制冷系统就变得非常必要。

　　高密度机房连续制冷的几种解决方案

　　对于高密度机房，采取何种措施在电力故障发生的间歇，维持制冷系统的运行，或是部分运行呢？UPTIME组织

和有关厂商提出了几种解决方案。

　　*种，对于采用直接蒸发式精密空调的系统，既无法安装蓄冷系统，也没有管道的余冷可以利用。但依然可

以为精密空调的风机配置UPS，目的只是为在出现故障时保持数据中心的空气循环，时代趋势网也能减缓机房的升

温。

　　第二种，在使用冷冻水型精密空调的系统中，为精密空调的风机和冷冻水二次泵配置UPS，但不在冷冻水循环

系统中配置蓄冷罐。当电源中断未恢复，或因电源中断导致冷水机组暂时无法启动时，精密空调的风机仍能维持机

房内的空气循环，并利用管道中的剩余冷冻水为机房降温。采用这种方式，也能减缓机房快速升温，但效果没有前

两种方式显著。

*和第二种方式达到了B级连续制冷的标准。

　　第三种，在一个使用冷冻水型精密空调的系统中，为精密空调的风机、冷冻水的二次泵配置UPS，并在冷冻水

循环系统中增加蓄冷罐以储备冷冻水。当电源中断未恢复，或因电源中断导致冷水机组暂时无法启动时，通过蓄冷

罐和水泵提供冷源，由精密空调的风机维持机房内的空气循环，从而在一段时问内保持机房的温度或阻止机房快速

升温，等候电力的恢复或冷水机组恢复正常工作。

　　第四种，为整个制冷系统全部配置UPS系统，对于冷冻水型精密空调，需要为冷水机组，冷却塔、一二次泵和

精密空调都配上UPS系统。这种方式能保持整套制冷系统的运行，但对于大功率的冷水机组和冷却塔，全部配上UPS

系统的代价是非常高昂的，因此目前很少被采用。

　　第三和第四种方式都达到了*不间断制冷的标准。