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在设计时，要有足够的运维空间和通道。这需要暖通专业和土建专业协调完成设计，设计时要考虑数据中心空调系统的特点：如冷机冷量大，机组体积大、高度高、数量多，又有板换等自然冷却设备，管网构成复杂，需要多层管网布置，因此数据中心冷机机房的高度和空间要求不同于民用标准，直接采用民用标准的冷机机房高度会导致建设和维护的不便。 例1：冷机机房层高不够 某数据中心冷机机房依据民用标准设计，选取高度偏小，水系统管网安装后，发现预留扩容位置的冷机无法搬运进入;只能把空调管线拆除，全部冷机一起采购，统一搬运安装，最后重新安装管线。但是这样给运维遗留了一个重要隐患，一旦冷机发生故障，由于没有足够的检修维护空间，冷机的检修和维护难以实现。 原因：设计时未考虑数据中心冷机冷量大、体积大、设备多和管路复杂等特点，土建专业和暖通专业未进行充分沟通。没有根据具体情况具体分析。标准应用有误，导致冷机机房层高过低，给后期运维工作带来困难。 对策：冷机机房必须考虑冷机的运维空间和管道安装空间，确保同时满足管线安装和冷机维护检修的需要，满足冷机尺寸的要求，如图1所示。
图1 冷机的合适尺寸 例2：冷机无检修空间 某数据中心冷机安装后，对冷凝器进行维护检修时，发现距离墙壁过近，没有足够的维修空间，冷机难以维护和检修。 原因：未进行检修空间预留。 对策：冷机机房预留吊装或者可以搬运冷机的通道和检修维护足够的空间，如图2所示。
图2 侧卷闸门为冷机房预留的搬运和检修通道 冷却塔设计时选择不当或配置有误，当数据中心负荷增加到一定时，发现冷却塔冷却能力不够，冷却水出水水温偏高，冷机运行效率偏低，夏季冷机发生喘振，无法达到设计负载要求，这种情况在冷却水系统设计时采用冷机、冷却泵及冷塔一一对应的方式时尤其明显。 案例3：冷却塔冷却能力不够 某个数据中心采用冷机、冷却泵及冷塔一一对应的设计，其中冷却塔仅满足数据中心大部分时间的需求，当高湿球温度时。发现冷却水散热能力不够，趋近温度过大，由于冷却塔出水温度偏高，造成冷机效率低。冷机负荷达到700就喘振频频，运行安全性严重下降。 原因：冷却塔选型时冷却能力选择偏小，冷却塔使用过程中。由干水质条件、风机风量和填料老化等因素影响，冷却能力会衰竭下降，加上部分冷却塔在制造过程中缺斤短两现象明显，如故意减少填料片数和尺十。导致水量和散热能力无法满足设计要求，额定工况下冷却塔散热量不够，冷却塔出水水温偏高，冷机能耗增加明显，严重情况下发生冷机喘振，浪费冷机的投资并影响制冷系统安全。 对策：由于数据中心1年365天制冷，需要满足所有时间的可用性;在整个制冷系统中，冷塔的投资占比并不高，但是降低冷却水的水温可以带来明显的节能效果，如降低冷机的电流，以及延长板式换热器（以下简称板换）与自然冷却的使用时间，而且对于水系统的安全有着很大的帮助。因此建议数据中心业主和设计院在进行设计选型时，冷却塔设计需要预留一定的余量，Uptime Institute甚至建议按照20年最极端气候选择冷却塔。 案例4：冷却塔并联问题 多台冷却塔并联运行，结果发现近端冷却塔会不停补水，而远端冷却塔不停溢水，导致冷却塔水量不均并造成水源极大浪费，如图3所示。
图3 却塔水量不均，水源极大浪费 原因：多塔运行时，要考虑平衡管或阀门调节。 对策：现场查看后，在塔体直接安装了等水位平衡管，可以保证这些水塔在同一个水位运转。由于管内水流动所需的扬程是借着不同水塔间水槽的水位差产生的，且水位差通常很小。在20cm以下。因此选用的等位旁通管要保证足够的管径，确保管路的磨擦损耗不大于水槽水位差，如图4所示。
图4 冷却塔并联解决方案 水系统未设置有效的旁通，或者局部管道堵塞，导致水系统部分管路循环不正常。 案例5：水路无法正常循环 某数据中心新机房启用，末端空调调试不成功，经查为末端管路没有进行有效连通，水路无法正常循环。 原因：新机房启用，末端空调调试时，由于末端管路没有旁通管路，管路无法有效连通，水路无法循环，导致水平支路缺水，末端设备调试失败，事后才发现由于管路中存在大量空气，导致该管路中冷冻水未能正常循环。 对策：对于支路管路，最远末端管路需要短接或进行旁通，并在支路高位安装排气阀，确保管路中冷冻水循环，并及时排出气体确保管路充满水。现场对支路用旁通管连通，开启旁通阀和排气阀后，水路循环正常，末端设备运行正常。 案例6：维修用旁通长期处于开启状态 某数据中心采用'集中冷冻水空调+集中冷却水空调'两套系统设计，在集中式冷却水系统，水泵的两端设计了分集水器，同时在分集水器之间设计了压差自动旁通及压差旁通的检修旁通，系统调试后一直处于检修旁通阀开启状态中，运行过程中造成水泵两端压差偏小，水泵定频运行情况下还会发生超流量故障。 原因：必要的旁通，在系统检修阶段是有用的，利于水泵水路循环的建立。但是在水泵正式运行后，检修旁通就必须关闭，如果设置不当，水泵两端压差偏小，运行频率就会增加。该案例情况下设计人员图省事，加上运维人员对该设计不熟悉，导致检修旁通一直开启，水泵进水和出水处于短接旁通中，正常压差难以建立，水泵高转速运行时导致超流量。 对策：近端水路旁通，如果设计为自动旁通，并为其设置了检修旁路，需要向运维人员进行交底，水路循环正常后，需要及时关闭检修旁通阀门，如图5所示，杜绝水泵实际运行过程中的超流量和不必要故障。 图5 分集水器旁通阀 阀门选择不合理，或者阀门发生质量问题，会给水系统的维护带来严重问题，如对冷机进行清洗或水泵检修时，发现阀门无法关死，检修的设备无法从系统中脱离，导致需要停水系统才能检修设备，故障影响面扩大。 案例7：阀门无法关闭 某数据中心在维护冷机时，发现阀门无法关死，冷机无法从系统脱离，最后决定新增一套冷却水系统，通过增设冷却塔和冷却水管路，把阀门能正常关闭的冷机接入新冷却水系统中，关停原有冷却水系统，并对不足的冷量采用冰块加风机进行后备冷却，最后再购买新阀门，对故障阀门进行更换。 原因：阀门无法关闭主要有两个原因：一是阀板表面结垢，或者管路有杂质，影响阀门的密封性;二是阀门质量问题，在设备选型时使用了质量较差的阀门。 对策：阀门是水系统的关键部件，如果阀门无法正常关闭，会对系统带来灾难性的问题，水系统建设时尽量选用品牌知名度高、质量好、可靠性高的阀门。安装前对主管道阀门进行测试。并严格执行阀门安装要求。同时。阀门的开启和关闭也需要一定的诀窍和技术，需要采用多次启闭的方式来恢复阀门的密封性能，最后再进行关闭;当然，根本的方法是从设计上解决，以在线维护的标准来设计，重要场合可以设计为双阀门。 文章来源：《运维菜鸟到大咖，你还有多远.Ⅱ，企业数据中心建设及管理》 |
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