由于數(shù)據(jù)的爆炸式增長及云服務(wù)、大數(shù)據(jù)對IT基礎(chǔ)設(shè)施帶來的硬性技術(shù)挑戰(zhàn)，數(shù)據(jù)中心在向大型化、集中化發(fā)展，變成交互式的信息處理分析集成平臺，要完成這樣龐大的數(shù)據(jù)核算，需要數(shù)千甚至上萬臺IT設(shè)備同時(shí)在線，其中產(chǎn)生的大量熱量和電力消耗，導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心制冷和降耗形勢嚴(yán)峻，而對于數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和設(shè)置，卻是很多企業(yè)最為“隱秘”和核心的技術(shù)所在，很難對某一企業(yè)的數(shù)據(jù)中心一探究竟，了解內(nèi)情。針對業(yè)界對于數(shù)據(jù)中心制冷建設(shè)的技術(shù)需求和專業(yè)知識相對普及匱乏的現(xiàn)實(shí)問題，世紀(jì)互聯(lián)藍(lán)云工程師團(tuán)隊(duì)根據(jù)其多年一線工作經(jīng)驗(yàn)，將數(shù)據(jù)中心制冷知識進(jìn)行匯編，于近日在置頂網(wǎng)全文發(fā)布，為行業(yè)貢獻(xiàn)了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

文章由世紀(jì)互聯(lián)藍(lán)云TOG數(shù)據(jù)中心服務(wù)團(tuán)隊(duì)的Mark Ma策劃和編寫，?TOG基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)團(tuán)隊(duì)的?Sean Zhang指導(dǎo)，從五個(gè)部分對數(shù)據(jù)中心的制冷進(jìn)行討論：

第一篇：數(shù)據(jù)中心制冷的基礎(chǔ)知識；

第二篇：數(shù)據(jù)中心制冷的系統(tǒng)介紹；

第三篇：數(shù)據(jù)中心制冷的機(jī)房相關(guān)知識；

第四篇，數(shù)據(jù)中心制冷的設(shè)計(jì)介紹；

第五篇，數(shù)據(jù)中心制冷的安裝部署。

隨著云計(jì)算的興起，數(shù)據(jù)中心的蓬勃發(fā)展，對數(shù)據(jù)中心運(yùn)維人員的知識結(jié)構(gòu)提出更高要求。數(shù)據(jù)中心的制冷是數(shù)據(jù)中心里最重要的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施之一，根據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)Global Market Insights的研究報(bào)告，2024年的數(shù)據(jù)中心制冷市場規(guī)模將達(dá)到200億美元，數(shù)據(jù)中心運(yùn)維人員必須透徹了解和掌握制冷的基礎(chǔ)知識。本匯編將分五期連載，旨在面向數(shù)據(jù)中心運(yùn)維人員，從零基礎(chǔ)開始涵蓋制冷知識多方面，總結(jié)歸納離散的各項(xiàng)知識點(diǎn)，使讀者得以快速了解數(shù)據(jù)中心制冷，所有想學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)中心制冷的運(yùn)維人員或者相關(guān)人員，基本上花費(fèi)兩個(gè)小時(shí)就可以了解全文內(nèi)容。請關(guān)注本次第一篇《數(shù)據(jù)中心制冷的基礎(chǔ)知識》及后續(xù)剩余章節(jié)連載內(nèi)容，與世紀(jì)互聯(lián)藍(lán)云一起開啟數(shù)據(jù)中心制冷的知識之旅。

• 數(shù)據(jù)中心制冷的基礎(chǔ)知識

?1.1數(shù)據(jù)中心制冷的重要性

數(shù)據(jù)中心的制冷是數(shù)據(jù)中心里最重要的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施之一。最新的計(jì)算和存儲設(shè)備體積變得越來越小，但是使用相同或甚至更多的電力，因而數(shù)據(jù)中心里單位面積產(chǎn)生的熱量更多了。

數(shù)據(jù)中心的制冷對數(shù)據(jù)中心的可用性非常重要。溫度和濕度是造成電子元件可靠性問題的主要因素，因而制冷是當(dāng)今數(shù)據(jù)中心的首要問題。

1.2制冷對可靠性的影響

IT網(wǎng)絡(luò)電子設(shè)備在高溫時(shí)會遇到可靠性問題。將設(shè)備保持在適當(dāng)?shù)臏囟确浅Ｖ匾＝?jīng)驗(yàn)表明，環(huán)境溫度每增加10℃，ICT硬件的長期可靠性就會降低約50％。大多數(shù)CPU工作溫度范圍的上限約為60-95℃，在高溫下連續(xù)運(yùn)行會將CPU壽命限制在幾年或更短時(shí)間內(nèi)。

1.3溫度濕度名詞解析

• Dew Point?結(jié)露點(diǎn)：結(jié)露點(diǎn)是水蒸氣從空氣中凝結(jié)出來時(shí)候的溫度。
• 干球溫度：用于常規(guī)方式測定的氣溫。是接觸球體表面空氣的實(shí)際溫度，或者濕空氣的真實(shí)溫度。這里的球體是溫度計(jì)的水銀球。
• 濕球溫度：是指球部表面保持潮濕狀態(tài)的溫度。

1.4溫度濕度的建議值

“ASHRAE”是美國采暖，制冷和空調(diào)工程師協(xié)會，在2011年，ASHRAE明確了計(jì)算機(jī)房中ICT設(shè)備的溫度推薦值為18-27攝氏度（轉(zhuǎn)換為華氏為65-81度）。

溫濕度的變化率：溫度或濕度的波動變化也會在電子元件上產(chǎn)生應(yīng)力，從而導(dǎo)致更高的故障率。溫度或濕度的快速波動也可能會對硬件運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面影響。

1.5ICT設(shè)備的工作環(huán)境溫度

ASHRAE 2011的推薦值18-27?C?滿足ICT設(shè)備在海拔1000-3000米范圍的環(huán)境溫度要求。

1.6顯熱和潛熱

• 顯熱：物體在加熱或冷卻過程中，溫度升高或降低而不改變其原有相態(tài)所需吸收或放出的熱量，稱為顯熱。
• 潛熱：是指在溫度保持不變的條件下，物質(zhì)在從某一個(gè)相態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)相態(tài)的相變過程中所吸入或放出的熱量。

顯冷量是降低溫度（顯熱負(fù)荷）所需的制冷容量，潛冷量是從空氣中除去水分（潛熱負(fù)荷）的能力。機(jī)房空調(diào)顯冷量和潛冷量的和就是全冷量。顯冷比就是顯冷量與全冷量的比值。

1.7熱量知識

• 熱量的傳導(dǎo)和散播：傳導(dǎo)，輻射，對流；
• 溫度的測量（AHSRAE建議進(jìn)行兩種類型的測量）：

θ???? 設(shè)施層面的測量點(diǎn)：地面以上1.5米，設(shè)備前方0.4米，中/小型數(shù)據(jù)中心的每第5個(gè)機(jī)柜，大型數(shù)據(jù)中心的每第10個(gè)機(jī)柜；θ?? 設(shè)備層面的測量點(diǎn)：至少在三個(gè)高度水平，機(jī)柜前面50mm，高密度機(jī)架需要更多測量點(diǎn)。
ICT設(shè)備的Delta-T：每個(gè)ICT設(shè)備都有冷空氣進(jìn)氣口和熱空氣排氣口之間的溫度差異。?進(jìn)氣和排氣之間的溫度差異稱為設(shè)備的Delta-T。傳統(tǒng)的ICT設(shè)備的Delta-T通常大約10-15°C，熱通道溫度可以是36-38°C?。一些最新的刀片服務(wù)器的Delta-T超過20°C，熱通道溫度可能超過38°C?的極限。熱量單位轉(zhuǎn)換：有很多不同的熱量單位：噸?/ BTU /?瓦特?/?馬力建議所有熱/冷相關(guān)問題都用一個(gè)測量單位：瓦特/千瓦?（Watt/kWatt）

1.8排風(fēng)量

在討論冷卻能力和冷卻要求時(shí)，風(fēng)量排量是一個(gè)重要因素。風(fēng)量排量表示為：

θ???? CFM –?每分鐘立方英尺

θ???? CMH –?每小時(shí)立方米

設(shè)備排風(fēng)量：設(shè)備的CFM要求是在設(shè)備的設(shè)計(jì)階段預(yù)先確定的。在風(fēng)扇速度恒定的情況下，設(shè)備具有恒定的Delta-T，進(jìn)氣溫度的變化不會影響Delta-T。冷卻風(fēng)扇的速度動態(tài)變化來適應(yīng)設(shè)備制冷要求。

CFM/CMH?測量：每一臺ICT設(shè)備都會吸入一定量的空氣，以達(dá)到所需的冷卻能力。?從高架地板出來的空氣量至少應(yīng)與機(jī)架內(nèi)所有設(shè)備所需的總量相匹配。空氣量不足將導(dǎo)致冷卻問題，這是計(jì)算機(jī)房冷卻的最常見問題之一。空氣冷卻能力：制冷量公式：制冷量（Q）= 0.5764? * Δ???*???????CFM = 1.75 * Q（瓦特）/ Δ??

1.9濕度控制

• ICT設(shè)備釋放的純粹是顯熱，因此它不會改變計(jì)算機(jī)房內(nèi)的濕度。
• 計(jì)算機(jī)房內(nèi)的濕度變化是由潛熱源引起的：墻/地板/天花板，人流量，房門打開。
• 控制：蒸氣屏障，加濕，除濕。

1.10新風(fēng)系統(tǒng)

新風(fēng)系統(tǒng)給機(jī)房內(nèi)工作人員提供足夠新風(fēng)以保證工人的身體健康：每人≥40m3/h;

使機(jī)房內(nèi)維持一定的正壓以防止室外塵埃進(jìn)入機(jī)房：主機(jī)房對走廊或其它房間之間的正壓≥4.9Pa，對室外的正壓≥9.8Pa。

1.11本章小結(jié)

本篇介紹了數(shù)據(jù)中心制冷的一些基礎(chǔ)知識，這些基本概念是進(jìn)一步學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)中心制冷的關(guān)鍵。

 

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