在數據中心中，制冷的重要性不言而喻。尤其是在炎炎夏季，為數據中心降溫成為管理員們必須重視的問題。隨著云數據中心、下一代數據中心等概念的推出 與流行，數據中心的功率密度與日俱增。與此同時，機房中的設備密度不同，如果盲目給整個機房降溫，會造成機房溫度不均或過度冷卻，不僅嚴重浪費電力資源， 還會增加額外的成本支出。

高密度數據中心制冷難在哪?

何謂高密度數據中心?主要以數據中心中單一機 柜內所搭載的IT設備最高總用電量進行估算。臺達關鍵基礎架構事業部精密空調解決方案產品處處長楊智卿表示，臺達以4kw單一機柜的最大總耗電量，也就是 約4kw的發熱量來區分低密度或高密度數據中心。這主要因為經過精密的氣流模擬及計算，傳統的機房空調設置僅能支撐單一機柜4kw的散熱量。若超過 4kw，極有可能在數據中心高峰運行時間造成局部熱點，增加服務器失效的風險。

高密度數據中心意味著在相等的面積條件下配置更多的服務 器，也就代表著該機房的重要度比一般低密度機房更高。對這類機房制冷的難點在于如何提供有效的氣流組織，確保重點機房的運行無憂。再者，數據中心的運行在 高低峰的負載差異非常大，所需求的散熱量也不一致。此外，在確保高峰運行無憂及提供適當的冷源也是一大挑戰。

同時，隨著虛擬化等技術延伸到數據中心領域，使得所有服務器的工作量集中在某一區域，其他區域的服務器則保持待機或休眠狀態以節省電力耗損，由此造成熱負載集中在某一區域形成熱點。

從一個案例說起

沈陽平安城市數據中心機房空間有限，在30平米左右的面積中部署有12臺機柜，里面塞滿刀片服務器、交換機、儲存設備、2U機架式服務器等近100臺的設備。總負載超過100kW, 其中單一機柜最大功耗為刀片服務器機柜，熱密度高達13kw。

高可靠、高密度、節能與模塊化成為其制冷的四大關鍵詞。基于自身的需求，沈陽平安城市數據中心選擇臺達作為合作伙伴，幫助其打造專業的方案建議與科學化的仿真模擬分析，并量身定制制冷方案。

主 要采用以兩路A/B UPS輸入并符合國標50174 A級機房架構, 使用高性能高效率的冷凍水行間制冷空調系統，搭配具備自然冷卻功能冷凍水機組，充分利用東北的自然冷源達到節能的效果。而整體的規劃更是以模塊式的架構發 展，方便在未來可以直接采購整體模塊實現擴容。

具體而言，主機房內以12臺冷凍水型行間空調做為主要的制冷設備, 室外側搭配帶自然冷卻功能的冷凍水機，利用天然冷源達到節能效果。并設置蓄冷罐做為冷凍水機失效時的備用冷源，兼顧節能與可用性。

為 了讓制冷系統與其他系統進行友好交互，采用HCH1850行間空調提供完整的通訊界面，擁有數據中心管理系統良好的訊息聯結管道, 包含SNMP、RS232、RS485、干接點與CAN Link等。 并且，這種水平式空調機由于比傳統式的下吹式空調機更接近熱區，因此可得到更好的制冷效果，消除熱點問題。

在此次項目中，臺達整體的高密度數據中心制冷解決方案合理配置高密度機柜，達到了節能的目的。使得PUE值降低到1.3左右，每年可節省61萬度電。

楊智卿總結，在方案設計中最重要的是確保在滿足客戶需求的情況下, 空調解決方案能可靠運行。在設計方案中運用科學化的仿真分析模擬，在實際運行前確保在不同場景或失效情況之下，數據中心空調系統仍然可以持續運行。

您的高密度數據中心該如何降溫?

首先需要對自身的需求進行整體評估，然后選擇適合的合作伙伴與信息系統，并制定未來的擴容計劃。

其 中，空調系統的設計核心在于從需求發展，評估所需要的制冷容量、形式、布署方式與冗余程度等。主要包括：數據中心的建設地點及歷史狀況的評估，與現場建筑 相關的條件，如管線距離、空間、承重等，這可以評估制冷系統的選擇以及是否有間接自然冷卻系統應用;在機房內部擁有適當的冷熱風隔離，以便提高效率;評估 機房內部發熱量并規劃制冷系統散熱量;以及未來擴容計劃。

臺達研發生產有直流風扇、控制模塊、電源模塊與高顯熱設計盤管等，這些行間制冷 空調設備可以滿足高密度數據中心運行需求。比如雙電源冗余可以提高空調系統運行可靠度，群控功能確保空調機故障時，其他空調能提供支持，還能針對不同負載 情況自動調節風量, 達到節能減排。“可熱插入的電源供應器及風扇能夠縮短重要零部件維修更換的時間, 提高可用性。而且貼近熱源的部屬方式縮短送風距離，避免冷熱混風，達到優化的制冷效率。”楊智卿說，“我們的顯熱比高達0.99，這大幅提高了制冷效 率。”

對于高效的制冷方案，楊智卿表示企業應該做到以下幾點：制冷設備貼近服務器，這樣可以有效地提供足夠的冷源，并且送風距離最短，效 率最高;建立熱池，可以有效區分冷風與熱風，提高制冷效率; 制冷設備必須具備自動調節功能。在不同的機房負載下調整冷凍水流量與出風量, 適應高密度機房高低峰不同的散熱量需求，避免低峰時過度制冷, 造成不必要的電力浪費并影響機房內部溫濕度狀況。

此外，隨著無人值守機房在業界廣泛應用，智能化管理系統越來越重要，臺達自主開發的EMS3000數據中心管理系統具有完備的功能：從基礎構架設備的運行、保全、資產、能源到報表，形成完整的監控系統，確保數據中心運行無憂。

夏天真的來了，高密度數據中心用戶也應該注意一系列問題。楊智卿分享了一些建議。首先確認目前整體空調系統的負載情況。若在夏天來臨之前空調系統的運行已 經接近滿載，則可以考慮空調系統的擴容。其次，戶外溫度高造成散熱不易，需要確認空調室外機組整體的散熱情況。如北方春季漫天柳絮紛飛, 必須提前清理設備。此外，機房內做好冷熱通道隔離，將機柜中未安裝服務器的地方以封板封閉，避免熱回風短循環，并集中管理高負載機柜。