【原】@微信官方：给我一份数据中心制冷系统设计指南

数据中心概况及常用冷水系统介绍

1、数据中心是单位的业务系统与数据资源进行集中、集成、共享、分析的场地、工具、流程等的有机组合。从应用层面看，包括业务系统、基于数据仓库的分析系统；从数据层面看，包括操作性数据和分析型数据以及数据与数据的集成/整合流程；从基础设施层面看，包括服务器、网络、存储和整体IT运行维保服务；从区域大小层面，包括集团、区域以及地区公司的多级数据中心信息服务。IDC-互联网数据中心，Internet Data Center。

2、数据中心的能耗主要由信息设备能耗、空调系统能耗、电源系统能耗三部分构成。信息设备能耗是数据中心能耗最大的部分，约占数据中心能耗的45%，空调系统能耗（包括处理机柜散热、照明、人员和新风）在数据中心总能耗中排第二位，约占40%，电源系统能耗约占数据中心能耗的10%。

3、GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》规定A、B级机房内环境温度为(23±1)℃。由于机房内冷热通道分开布置，甚至封闭冷通道或者热通道，冷热通道温度差异很大，环境温度的定义较为笼统。ASHRAE注重机柜进风温度，推荐值为18-27℃；常见冷水供回水温度选择12/18℃。对于机柜附近端制冷方式，也可以尝试15/21℃高温供回水温度。

分类

《关于数据中心建设布局的指导意见》

三种数据中心规模分类方式：按照机架数量分类；按照数据中心地板面积分类；按照数据中心机房面积分类。

评价指标

数据中心空调设备最关键参数是可靠性，衡量指标：极短的断电后自启动时间(掉电自启和快速启动）、极长的连续无故障运行时间（MTBF: Mean Time Between Failure)

能耗评价体系包括电能利用效率PUE，PUE延伸指标，制冷/供电负载系数和可再生能源利用衡量标准。

冷却系统主要特点

常见工程问题

1、设计问题

• 设备集成化程度高

• 冷源利用不合理

• 系统存在局部过热现象

• 数据中心存在过度冷却现象

2、运维问题

• 系统全年运行，引起的高能耗、短生命周期（8年）以及运维高成本（包括管理人员负重大）

• 机组迅速重启，快速制冷（类似油泵故障，如何快速解决，维修的反应时间等）

• 缺乏统一的集中监控与管理平台

常见冷却方式概述

1、传统冷却方式：

风冷型直接膨胀机房空调、水冷型直接膨胀机房空调、集中冷冻水+冷冻水型机房专用空调机、双冷源空调系统。

2、风冷型直接膨胀机房空调 (PUE 1.8)

单机冷量在50-200kW（15-100kW)

主要部件：风冷室内机、风冷室外冷凝器

部件能耗：室内风机25%，室外风机7%，压缩机68%

优点：

系统简单、安装方便；每台机组相对独立，任意机组回路的故障不会影响其它机组。无需水系统，日常维护简单。

缺点：

1. 室外是风冷冷凝器，能效低；

2. 单台机组制冷能力小；

3. 室外冷凝器的安装位置受空间限制，极可能出现热岛效应大大降低制冷效率；

4. 蒸发温度低于露点温度，导致结露；控制湿度需要加湿处理；

5. 环境要求高。

适用范围：

机组与室外冷凝器之间的管路长度是有限制，从而适用于中小型数据中心。

 3、水冷型直接膨胀机房空调（PUE 1.6）

主要部件：风冷室内机、冷却塔（风冷冷凝器）、冷却水管路

部件能耗：室内风机19%，水泵17%，冷却塔9%，压缩机54%

优点：

制冷效率相对风冷直接膨胀机房空调高；无需室外制冷剂管路，从而不存在室内、外机距离限制；冷却塔/风冷冷凝器相对占地面积小

缺点：

1. 能效相对集中冷冻水空调系统小

2. 单台冷机制冷量相对冷冻水空调小

3. 数据中心有水系统，需要设置防漏检测

4. 冷却塔的噪声和飘水问题会对周围产生影响

5. 寒冷地区要注意管路的保温以及冷却塔的结冻问题

适用范围：

适用于水资源充足的中小型数据中心。

4、集中冷冻水+冷冻水型机房专用空调机

主要部件是冷水机组、冷却塔（风冷冷凝器）、冷冻水泵、冷却水泵、机房空调末端及空调水系统。

优点：

1. 能效高；结构紧凑

2. 不存在室内机、室外机连接距离限制。

缺点：

1. 数据中心内有水系统

2. 维护要求高，需要专业的维护管理团队

5、精密空调：

（恒温恒湿空调）是指能够充分满足机房环境条件要求的机房专用精密空调机。

数据中心的新型冷却方式展望