機(jī)房中單機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)算效能、能耗的提升導(dǎo)致了整個(gè)機(jī)柜需要更高的熱交換來(lái)進(jìn)行冷卻，而這種高密度的環(huán)境又使得熱交換的氣流阻力越來(lái)越大。傳統(tǒng)的熱交換系統(tǒng)無(wú)論是風(fēng)量，還是風(fēng)壓都無(wú)法解決IT微環(huán)境系統(tǒng)的高密度熱交換問(wèn)題。
通過(guò)前期幾次拜訪(fǎng)胡教授，張賓對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)中心的相關(guān)內(nèi)容有了較為全面的了解，而這時(shí)胡教授又提出了“機(jī)房冷卻的問(wèn)題”，并告訴張賓制冷系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心規(guī)劃和運(yùn)作中不可忽視的一個(gè)重要問(wèn)題。
張賓：“為什么說(shuō)冷卻系統(tǒng)在機(jī)房建設(shè)和運(yùn)作中，是一個(gè)十分關(guān)鍵的問(wèn)題呢？”
胡教授：“關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，我們可以先回顧一下冷卻系統(tǒng)在我國(guó)的發(fā)展歷程”。
機(jī)房冷卻史
我國(guó)第一代計(jì)算機(jī)機(jī)房誕生于上世紀(jì)60年代初，中科院計(jì)算所計(jì)算機(jī)大樓及機(jī)房冷卻系統(tǒng)也隨著建立起來(lái)。大樓配置集中制冷、集中空調(diào)，系統(tǒng)龐大，地板下通風(fēng)管網(wǎng)縱橫交錯(cuò)，造成了系統(tǒng)風(fēng)量分配調(diào)節(jié)很難達(dá)到平衡，從而導(dǎo)致機(jī)柜內(nèi)熱交換效率非常低。
上世紀(jì)80年代初期，大型計(jì)算機(jī)開(kāi)始進(jìn)入我國(guó)，一排封閉組合機(jī)柜，其長(zhǎng)度接近6米，發(fā)熱量大于20KW，靠一般空調(diào)氣流已經(jīng)無(wú)法解決內(nèi)部熱的交換。所以其采用水路冷熱交換系統(tǒng)，盡管水路熱交換工藝復(fù)雜，但比起集中制冷、集中空調(diào)熱交換系統(tǒng)，熱交換溫度場(chǎng)均勻，而且熱交換效率高。
上世紀(jì)80年代中期，采用室外獨(dú)立制冷機(jī)組，提供冷凍水進(jìn)入機(jī)房（精密冷水機(jī)組），精密冷水機(jī)組僅次于后來(lái)的精密空調(diào)機(jī)。但室外水制冷系統(tǒng)受溫度的影響，運(yùn)行可用性還是比較差，精密冷水機(jī)組成為過(guò)渡產(chǎn)品。
到上個(gè)世紀(jì)80年代中后期，精密空調(diào)（制冷、空調(diào)、凈化、加濕、加熱）一體化，制冷系統(tǒng)氟利昂風(fēng)冷干式直接蒸發(fā)，高效離心風(fēng)機(jī)大風(fēng)量通過(guò)蒸發(fā)器，不飽和結(jié)露，既能維持空氣中絕對(duì)含濕量，又使相對(duì)濕度小于70%；系統(tǒng)運(yùn)行節(jié)能顯著，確保精密空調(diào)能夠穩(wěn)定、不間斷運(yùn)行。
張賓：“這樣看來(lái)，‘冷卻系統(tǒng)’從計(jì)算機(jī)機(jī)房誕生開(kāi)始，就已經(jīng)是一個(gè)不可忽視的問(wèn)題了，那么現(xiàn)代機(jī)房的冷卻系統(tǒng)又是怎樣的呢？”
胡教授：“在了解現(xiàn)代冷卻系統(tǒng)之前，我們還是先來(lái)關(guān)注一下冷卻系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)?！?/P>
現(xiàn)代冷卻系統(tǒng)
機(jī)房中單機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)算效能、能耗的提升，導(dǎo)致了整個(gè)機(jī)柜需要更高的熱交換來(lái)進(jìn)行冷卻，而這種高密度的環(huán)境又使得熱交換的氣流阻力越來(lái)越大。
傳統(tǒng)的熱交換系統(tǒng)無(wú)論是風(fēng)量，還是風(fēng)壓，都無(wú)法解決IT微環(huán)境系統(tǒng)高密度熱交換問(wèn)題。大型機(jī)群消耗功率高達(dá)30～40KW，集群計(jì)算機(jī)機(jī)柜如圖1所示。
冷卻模塊化
以美國(guó)APC公司為代表的NCPI解決方案供應(yīng)商，順應(yīng)IT發(fā)展需求和各類(lèi)數(shù)據(jù)中心環(huán)境熱交換系統(tǒng)的需求，開(kāi)發(fā)了模塊化機(jī)柜級(jí)（In-row）冷卻系統(tǒng)。其特點(diǎn)是模塊化組合，每個(gè)模塊可跟著機(jī)柜走、又圍著機(jī)柜轉(zhuǎn)的制冷系統(tǒng)，不論是大中型數(shù)據(jù)中心環(huán)境冷卻，還是高密度機(jī)柜冷卻等都可獲得廣泛一體化的組合應(yīng)用。
區(qū)域化空調(diào)實(shí)際上是和大型計(jì)算機(jī)水內(nèi)冷冷卻原理一樣，只不過(guò)內(nèi)部冷卻系統(tǒng)放到機(jī)柜的外部而已，讓機(jī)柜內(nèi)部寶貴的空間能夠安裝更多更高性能的服務(wù)器，如圖2所示。
模塊區(qū)域化空調(diào)In-row冷卻系統(tǒng)，冷卻能力可與機(jī)柜需求容量相匹配，尤其是圍堵式的冷卻系統(tǒng)，冷卻氣流圍著機(jī)柜轉(zhuǎn)，從而，進(jìn)出熱交換氣流路徑短、氣流循環(huán)系統(tǒng)阻力小，并列冗余風(fēng)機(jī)可交替工作，以確保不間斷的冷卻氣流進(jìn)行高效率的95%以上的顯熱交換。
模塊化機(jī)柜級(jí)（In-row）已成為冷卻系統(tǒng)的一種趨勢(shì)。APC所開(kāi)發(fā)的制冷產(chǎn)品就是采用模塊化機(jī)柜級(jí)（In-row）的冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠滿(mǎn)足各種不同IT環(huán)境的需求－－從布線(xiàn)間、機(jī)房到各種規(guī)模的數(shù)據(jù)中心。
以APC的In-rowRC（30KW）冷凍水機(jī)組為例，APCIn-rowRC是一個(gè)可提供各類(lèi)數(shù)據(jù)中心、高密度機(jī)柜、機(jī)群用于制冷的冷卻系統(tǒng)。通過(guò)冷凍水分配系統(tǒng)，它可將冷凍水分配到12個(gè)冷水機(jī)組，使數(shù)據(jù)中心冷卻能力達(dá)到12×30KW=360KW。
在這個(gè)系統(tǒng)中，水分配系統(tǒng)采用德國(guó)柔性無(wú)縫鋼管，電動(dòng)專(zhuān)業(yè)機(jī)械工具接口屬內(nèi)接口緊密封式連接，通過(guò)20多年世界范圍的應(yīng)用，機(jī)房?jī)?nèi)無(wú)論是管道還是接口、節(jié)門(mén)部件等從未發(fā)生過(guò)水患。
冷凍水分配系統(tǒng)可免去人們對(duì)機(jī)房發(fā)生水患的憂(yōu)慮，尤其是一些數(shù)據(jù)中心隨著業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，冷卻系統(tǒng)需要擴(kuò)容時(shí)，采用In-rowRC-系統(tǒng)可輕松升級(jí)擴(kuò)容。
In-rowRC-系統(tǒng)還有一個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)，就是占地面積小，操作維護(hù)簡(jiǎn)單，投資、安裝費(fèi)用較低，具有廣闊的應(yīng)用空間。
NCPI專(zhuān)欄
美國(guó)可用性研究中心在2002年提出了NCPI（網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵物理基礎(chǔ)設(shè)施）的概念。NCPI是機(jī)房中與IT系統(tǒng)緊密相關(guān)的、關(guān)鍵的一部分，是由電力、空調(diào)、機(jī)柜、管理、服務(wù)組成的系統(tǒng)。
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