數據中心常用冷卻系統介紹_数据中心冷却

數據中心常用冷卻系統介紹

數據中心能耗PUE 一直是數據中心除了<安全、可靠>外的另一個重點。由於冷卻系統站了數據中心大約37%的用電。
因此如果數據中心是採取傳統機械製冷，均難以達到低能耗PUE要求；各地資料數據中心需要根據自身條件(地理、環境 … )，盡可能採用合理的自然冷卻方式，才能降低資料中心冷卻能耗、提升資料中心能效。
本文特將數據中心常見的冷卻技術予以一 一介紹與分享。

1、新風節能技術：
直接利用室外冷空氣冷量，通過風機將室外冷空氣過濾後直接引入到機房裡，這種冷卻效率最高，適合在空氣品質較好的情況下使用。

部分數據中心直接採用煙囪效應，形成空氣自然對流，這種方式完全不用空調，通風的錢也省了，節能很徹底，Yahoo雅虎資料中心就採用了這種方案，使它成為世界上最節能的資料中心之一。採用煙囪效應自然對流的資料中心，受到流速的影響，機櫃功耗受到限制，所以也可以選用風機，增加風量。
2、板換換熱技術
通過板換隔絕室外空氣進行換熱，讓冷卻後的空氣送入機房。由於室外空氣無法直接進入機房，空氣板換適合在空氣污染的環境下使用，冷卻效率要低於新風系統，適合在有空氣污染，不適合安裝新風系統的環境；當室外氣溫較高時，需要機械製冷。
3、轉輪全熱交換技術
這是一種全熱交換技術，早期在日本東京都使用，所以也叫京都轉輪，它不僅可以交換熱量，還可以交換濕度，作用和板換換熱相似，通過轉輪的旋轉，讓室外空氣和室內空氣在轉輪處進行熱濕交換，這種方式冷卻效率較高，適合在有空氣污染、不適合安裝新風系統的環境；由於使用中有輕度的交叉污染，因此不適用在醫院 ,實驗室等有毒排放的場所。
轉輪全熱交換和板換相比並沒有明顯優勢。
4、蒸發冷卻節能技術
在氣候乾燥的地區，可以採用蒸發冷卻技術，進一步延長自然冷卻運行的時間，從而實現最大限度的降低資料中心空調系統的能源消耗，按照水和空氣是否直接接觸，蒸發冷卻技術分為直接蒸發冷卻和間接蒸發冷卻兩種方式。
4.1、直接蒸發節能技術：
直接蒸發冷卻是使空氣和水直接接觸，通過水的蒸發後，空氣的溫度會下降，其特點是對空氣實現等焓加濕降溫過程，送風降溫的極限溫度為進風的濕球溫度。
使用加濕後冷卻的空氣可以對機房進行降溫。實際使用中，可以和新風系統配合使用，當室外溫度較低時，直接利用新風降溫；當室外溫度升高時，開啟加濕系統，水蒸發後空氣溫度降低後，再進入機房冷卻，這樣可以延長自然冷卻的時間和效率，適合在空氣品質較好的情況下使用；要注意的是蒸發過程會影響機房濕度。
4.2、間接蒸發節能技術
間接蒸發冷卻是指通過非直接接觸式換熱器，將直接蒸發冷卻得到的濕空氣的冷量傳遞給機房迴圈空氣，實現空氣等濕降溫的過程，在這個過程中，二次空氣經處理後其幹球溫度和濕球溫度都下降了，而含濕量不變，對送風氣流實現減焓等濕降溫過程，送風降溫的極限溫度為進風的露球溫度。
通過蒸發換熱器隔絕室外空氣，室外空氣無法直接進入機房，適合在空氣污染的環境下使用，冷卻效率雖然低於直接蒸發技術，但是室外的污染物無法進入機房，另外蒸發過程不影響機房濕度，間接蒸發的核心器件是蒸發模組，其氣流組織包含兩部分，分別為機房內氣流和室外氣流。
數據中心在選用節能技術時，可以選用上述技術一種，或者上述技術的多種組合，比如某廠將蒸發冷卻技術和煙囪自然抽拔技術相結合，創建了山洞冷卻方式和獨特的氣流方式:
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