数据中心常用的制冷解决方案.ppt

数据中心常用的制冷解决方案,施耐德电气信息技术（中国）有限公司华东区售前技术工程师韩超,数据中心13种散热方法数据中心常见制冷方式对应空调类型,主要内容,风冷型空调机组水冷型空调机组乙二醇/乙二醇自然冷却型空调机组冷冻水型空调机组双冷源型空调机组冷水机组自然冷却空调机组顶置空调机组,Page3,|,数据中心13种散热方法,主要内容,风冷型空调机组水冷型空调机组乙二醇/乙二醇自然冷却型空调机组冷冻水型空调机组双冷源型空调机组冷水机组自然冷却空调机组顶置空调机组,数据中心13种散热方法数据中心常见制冷方式对应空调类型,数据中心常见制冷方式对应空调类型,风冷型空调机组,压缩机制冷，带制冷剂风冷室外机安装在室外或楼顶室外机一般不高于室内机20米室外机一般不低于室内机5米室内外管路长度推荐小于60米优点：系统简单，总体成本低，维护方便缺点：冷媒管路需现场安装铺设且对安装距离有一定限制，多台室内空调机组不可共用一台冷凝器,数据中心常见制冷方式对应空调类型,风冷型空调机组,1、房间级风冷型空调机组,小型数据中心制冷解决方案,6种规格产品,数据中心常见制冷方式对应空调类型,风冷型空调机组,1、房间级风冷型空调机组,中大型数据中心制冷解决方案,直驱后曲离心送风机19种规格产品,数据中心常见制冷方式对应空调类型,风冷型空调机组,1、房间级风冷型机房空调,中大型数据中心制冷解决方案,EC节能送风机19种规格产品,数据中心常见制冷方式对应空调类型,风冷型空调机组,1、房间级风冷型机房空调,回风温度提高对房间级风冷型空调机组的影响：1、制冷量提高，制冷量的提高比例有限（局限于压缩机的容量）；2、散热量提高、室外机需要更高的散热能力、高压报警的风险，配置更大的空调室外机；3、压缩机的冷却风险；4、降低送风量来满足标准配置空调的运行，降低制冷量来满足正常运行。,数据中心常见制冷方式对应空调类型,风冷型空调机组,2、行级风冷型空调机组,ACSC101空调机组制冷量4.9kW最大蒸发盘管气流-2038m3/hr(1200CFM)最大冷凝盘管气流1440m3/hr(850CFM)输入电压200-240V,1,50Hz插头IEC309-16A最大输入功率2390Watts内置制冷剂R-410a1.47kg(52oz)网络管理ISX管理器开放的Modbus协议,数据中心常见制冷方式对应空调类型,风冷型空调机组,2、行级风冷型空调机组,ACRD101风冷型空调机组10kW显制冷量2种制冷量控制方式风速控制热气旁通控制N+1热插拔风扇双电源模块双冷凝水泵kW显示正面和后部维修网络管理ISX管理器开放的Modbus协议,数据中心常见制冷方式对应空调类型,风冷型空调机组,2、行级风冷型空调机组,ACRP102/ACRD502直接蒸发方式DX风冷制冷系统R407C30-38kW制冷量5,000CFM精密空调型号:ACRP102除湿/加热/加湿单冷空调型号:ACRD502无加热/无加湿功能全球化产品kW显示网络管理ISX管理器开放的Modbus协议,数据中心常见制冷方式对应空调类型,风冷型空调机组,2、行级风冷型空调机组,回风温度提高对行级风冷型空调机组的影响：1、制冷量提高，制冷量的提高比例有限（局限于压缩机的容量）；2、散热量提高、室外机按最大制冷量来配置的，没有高压报警的风险；3、压缩机的冷却没有风险，专为低回风至高回风温度设计的制冷系统；4、自动调节送风量来满足制冷系统的正常运行。,数据中心常见制冷方式对应空调类型,水冷型空调机组,压缩机制冷，需外配冷却塔可接大楼冷却水系统可室外配置冷却水塔冷却塔安装在室外或楼顶适用于冬季温度较高的地方，防止冷却水冻结机房空调与冷却塔的距离和高度差可以较大只需配足冷却水水泵的扬程优点：制冷循环均在机房空调内，密封测试，高可靠性；冷凝水管路可以满足较长距离，且可以多台空调机组共用一座冷却塔；可以利用大楼提供的冷却水缺点：冷却塔、泵、管道系统初始投资高；需要定期对水有清洁和处理的要求，维护成本高；向IT环境引入其他液体源；非IT专用冷却塔可靠性较低。,数据中心常见制冷方式对应空调类型,水冷型空调机组,1、房间级水冷型空调机组,小型数据中心制冷解决方案,6种规格产品,数据中心常见制冷方式对应空调类型,水冷型空调机组,1、房间级水冷型空调机组,中大型数据中心制冷解决方案,直驱后曲离心送风机9种规格产品,数据中心常见制冷方式对应空调类型,水冷型空调机组,1、房间级水冷型空调机组,中大型数据中心制冷解决方案,EC节能送风机9种规格产品,数据中心常见制冷方式对应空调类型,水冷型空调机组,1、房间级水冷型空调机组,回风温度提高对房间级水冷型空调机组的影响：1、制冷量提高，制冷量的提高比例有限（局限于压缩机的容量）；2、散热量提高、板式换热器需要更高的散热量、高压报警的风险，板式换热器已标配，需要更低的冷却水温度或更大的冷却水流量；3、低冷却水温度和大流量冷却水流量对水泵扬程和冷却塔或干冷器的配置有影响；4、压缩机的冷却风险；5、降低送风量来满足标准配置空调的运行，降低制冷量来满足正常运行。,数据中心常见制冷方式对应空调类型,水冷型空调机组,2、行级水冷型空调机组,ACRD201水冷型空调机组10kW显制冷量2种制冷量控制方式风速控制热气旁通控制N+1热插拔风扇双电源模块双冷凝水泵kW显示正面和后部维修网络管理ISX管理器开放的Modbus协议,数据中心常见制冷方式对应空调类型,水冷型空调机组,2、行级水冷型空调机组,回风温度提高对行级水冷型空调机组的影响：1、制冷量提高，制冷量的提高比例有限（局限于压缩机的容量）；2、散热量提高、板式换热器按最大散热量配置、无高压报警的风险；3、对冷却水温度和流量冷却水流量对已按最大需求配置，无影响；4、压缩机的冷却无风险；5、自动调节送风量来满足制冷系统的正常运行。,数据中心常见制冷方式对应空调类型,乙二醇/乙二醇自然冷却型空调机组,水冷型机房空调的另一种型式冷却塔更换为干冷器，冷却水中加入乙二醇适用于冬季温度较低的地方，乙二醇不冻结压缩机制冷干冷器安装在室外或楼顶机房空调与干冷器的距离和高度差可以较大只需配足乙二醇水泵的扬程优点：制冷循环均在机房空调内，密封测试，高可靠性；冷凝水管管路可以满足较长的安装距离，且可以多台机组共用一个干冷器；可以在机房空调添加一热交换器旁路，作为节能冷却盘管。（即乙二醇自然冷却）缺点：与风冷比较，需要增加(泵、阀等组件)安装成本;要保持系统内乙二醇的体积和品质；向IT环境引入其他液体源。,数据中心常见制冷方式对应空调类型,乙二醇自然冷却空调机组,数据中心常见制冷方式对应空调类型,数据中心常见制冷方式对应空调类型,乙二醇自然冷却型空调机组,中大型数据中心制冷解决方案,直驱后曲离心送风机17种规格产品,数据中心常见制冷方式对应空调类型,乙二醇自然冷却型空调机组,中大型数据中心制冷解决方案,EC节能送风机17种规格产品,数据中心常见制冷方式对应空调类型,冷冻水型空调机组,无压缩机制冷，需外接冷冻水冷源可接大楼冷冻水系统可室外配置冷冻水机组风冷型冷冻水机组安装在室外或楼顶水冷型冷冻水机组需安装在空调机房，水冷型冷冻水机组的冷却塔安装在室外或楼顶机房空调与冷冻水机组的距离和高度差可较大只需配足冷冻水水泵的扬程优点：机房空调零部件少，成本低，单台机组可提供更高的制冷量；冷冻水管路可以满足较长的安装距离；可以多台机组共用一个冷水站；冷冻水系统可设计为极其可靠；对于大型实施，可以做到冷冻水系统每千瓦成本最低。缺点：对于IT负载低于100KW的实施，基建成本通常最高；向IT环境引入其他液体源。,数据中心常见制冷方式对应空调类型,冷冻水型空调机组,1、房间级冷冻水型空调机组,小型数据中心制冷解决方案,5种规格产品,数据中心常见制冷方式对应空调类型,冷冻水型空调机组,1、房间级冷冻水型空调机组,中大型数据中心制冷解决方案,直驱后曲离心送风机11种规格产品,数据中心常见制冷方式对应空调类型,冷冻水型空调机组,1、房间级冷冻水型空调机组,中大型数据中心制冷解决方案,EC节能送风机11种规格产品,数据中心常见制冷方式对应空调类型,1、房间级冷冻水型空调机组,需根据不同冷冻水温度选择适当的回风温度，适当的回风温度依赖于合理的气流组织。,数据中心常见制冷方式对应空调类型,1、房间级冷冻水型空调机组,回风温度提高对房间级冷冻水型空调机组的影响：1、制冷量显著提高，相应的冷冻水流量提高；2、冷冻水流量的提高，空调盘管的阻力损失加大，提高水泵扬程，增加水泵功率。冷冻水温度提高对房间级冷冻水型空调机组的影响：1、空调机组制冷量显著降低，需增加空调机组的数量；2、空调机组的除湿能力降低，机房的相对湿度偏高。回风温度和冷冻水温度同时提高对房间级冷冻水型空调机组的影响：1、可以保持原有相近的制冷量，冷冻水流量相近，盘管阻力损失相近。2、难于避免机房相对湿度的偏高。,数据中心常见制冷方式对应空调类型,冷冻水型空调机组,2、行级冷冻水型空调机组,ACRC301S/ACRC301H空调机组显制冷量1860kW制冷方式：冷冻水型控制方式：机柜送风温度控制风速控制水流量控制N+1热插拔EC送风机双电源输入显示实时制冷量kW正面和后部维修网络管理RJ45RS485,数据中心常见制冷方式对应空调类型,冷冻水型空调机组,2、行级冷冻水型空调机组,ACRC502一个机柜宽度冷冻水方式40-70kW显制冷量6,900CFM精密空调型号ACRP502除湿/加热/加湿单冷空调型号ACRC502无加热/无加湿功能全球化产品kW显示网络管理ISX管理器开放的Modbus协议,数据中心常见制冷方式对应空调类型,2、行级冷冻水型空调机组,回风温度提高对行级冷冻水型空调机组的影响：1、制冷量显著提高，相应的冷冻水流量提高；2、冷冻水流量的提高，空调盘管的特殊设计，阻力损失小。冷冻水温度提高对房间级冷冻水型空调机组的影响：1、空调机组制冷量降低，需增加空调机组的数量；2、空调机组的除湿能力降低，机房的相对湿度偏高。回风温度和冷冻水温度同时提高对房间级冷冻水型空调机组的影响：1、可以保持原有相近的制冷量，冷冻水流量相近，盘管阻力损失相近。2、难于避免机房相对湿度的偏高。,数据中心常见制冷方式对应空调类型,双冷源型空调机组,双冷源：（风冷和冷冻水冷源）一路风冷、压缩机制冷一路冷冻水提供冷源两路冷源互为备份、冗余提供更高的可靠性,双冷源：（水冷和冷冻水冷源）一路水冷、压缩机制冷一路冷冻水提供冷源两路冷源互为备份、冗余提供更高的可靠性,双冷源：（双路冷冻水冷源）两路冷源互为备份、冗余提供更高的可靠性,优点：两套完全独立的制冷系统，提供更高的可靠性。缺点：机房空调零部件较多，成本高；两套散热系统，安装、维护及占地较其他制冷方式均没有优势；向IT环境引入其他液体源。,数据中心常见制冷方式对应空调类型,双冷源型空调机组,1、风冷双冷源型机房空调,中大型数据中心制冷解决方案,风冷双冷源型机组直驱后曲离心送风机/EC节能送风机8+7种规格产品,数据中心常见制冷方式对应空调类型,双冷源型空调机组,2、水冷双冷源型机房空调,中大型数据中心制冷解决方案,水冷双冷源型机组直驱后曲离心送风机/EC节能送风机8+7种规格产品,数据中心常见制冷方式对应空调类型,双冷源型空调机组,3、双盘管冷冻水双冷源型机房空调,中大型数据中心制冷解决方案,双盘管冷冻水双冷源型机组直驱后曲离心送风机/EC节能送风机6+6种规格产品,数据中心常见制冷方式对应空调类型,冷冻水机组,1、风冷型冷冻水机组2、带自然冷却的风冷型冷冻水机组3、水冷型冷冻水机组,冷冻水机组向机房内冷冻水型机房空调（不带冷源）提供冷源，提供冷冻水。,数据中心常见制冷方式对应空调类型,冷冻水机组,冷冻水机组压缩机种类,对于水冷机组名义工况：冷却水进水30，冷冻水出水7（中国）名义工况性能系数COP市场准入值,数据中心常见制冷方式对应空调类型,冷冻水机组,1、风冷型冷冻水机组,风冷型冷冻水机组需安装在室外或楼顶。冷冻水管路接入到机房。风冷型冷冻水机组的能效一般。,Page42,|,数据中心常见制冷方式对应空调类型,1、风冷型冷冻水机组,冷冻水机组,数据中心常见制冷方式对应空调类型,冷冻水机组,2、带自然冷却的风冷型冷冻水机组,带自然冷却的风冷型冷冻水机组的能效较高。,Page44,|,数据中心常见制冷方式对应空调类型,2、带自然冷却的风冷型冷冻水机组,冷冻水机组,Page45,|,数据中心常见制冷方式对应空调类型,冷冻水机组,冷冻水水温的变化对节能的影响（风冷冷冻水机组）,1039KW风冷冷冻水机组为例，冷冻水温的提高增加自然冷却的时间,由于风冷冷冻水空调机组的压缩机、蒸发器、冷凝器的制冷系统设计的原因，高冷冻水温度并不代表空调机组能提供更高的制冷量，在相同制冷量的条件下能效比更高、更节能。,数据中心常见制冷方式对应空调类型,冷冻水机组,3、水冷型冷冻水机组,水冷型冷冻水机组需安装在空调间，室外需另配置冷却水塔进行散热。冷冻水管路接入到机房。水冷型冷冻水机组的能效较高,Page47,|,数据中心常见制冷方式对应空调类型,2、水冷型冷冻水机组,冷冻水机组,Page48,|,数据中心常见制冷方式对应空调类型,2、水冷型冷冻水机组,冷冻水机组,Page49,|,数据中心常见制冷方式对应空调类型,2、水冷型冷冻水机组,冷冻水水温的变化对节能的影响（水冷冷冻水机组）,1250KW水冷冷冻水机组为例，冷冻水温的提高增加辅助的自然冷却的时间,由于水冷冷冻水空调机组的压缩机、蒸发器、冷凝器的制冷系统设计的原因，高冷冻水温度并不代表空调机组能提供更高的制冷量，在相同制冷量的条件下能效比更高、更节能。,数据中心常见制冷方式对应空调类型,自然冷却机组,1、间接乙二醇自然冷却空调机组(T*ER/T*EV)2、间接氟系统自然冷却机组(SDC)3、间接自然冷却机组(NFC)4、常见的6种自然冷却方式,数据中心常见制冷方式对应空调类型,间接乙二醇自然冷却空调机组(T*ER/T*EV),数据中心常见制冷方式对应空调类型,间接氟系统自然冷却机组(SDC),数据中心常见制冷方式对应空调类型,间接氟系统自然冷却机组(SDC),数据中心常见制冷方式对应空调类型,间接氟系统自然冷却机组(SDC)对比泵循环制冷系统机组(RDU+OA&RA),RDU,InRowOA&RA,冷水机组,数据中心常见制冷方式对应空调类型,间接自然冷却机组（NFC),NFC保持冷通道工作在24CDrybulbTemperature20C(68F)NFC+Chiller湿球温度大于20C时自然冷却+水冷/风冷,制冷运行模式,数据中心常见制冷方式对应空调类型,间接自然冷却机组(NFC）,自然冷却制冷+蒸发喷水+水冷,自然冷却制冷+蒸发制冷,自然冷却制冷+蒸发喷水+直膨式空调,模块选项（自然冷却/蒸发喷水/水冷/直膨）,数据中心常见制冷方式对应空调类型,常见的6种自然冷却方式,1、采用直接新风作为空调的旁通,新风节能冷却模式（有时称作“直接通风”），当室外空气条件在设定值范围内时，利用风机和百叶从室外经过过滤器抽取一定数量的冷风并直接送入数据中心。,数据中心常见制冷方式对应空调类型,常见的6种自然冷却方式,2、采用空气换热器作为空调的旁通,采用空气换热器作为空调旁通的模式（有时称作“间接通风”），当室外空气条件在设定值范围内时，利用室外空气间接为数据中心制冷。,数据中心常见制冷方式对应空调类型,常见的6种自然冷却方式,2.采用空气换热器作为空调的旁通,带有蒸发辅助的空气换热器以及采用空气换热器式空调节能冷却模式的完整制冷系统。,数据中心常见制冷方式对应空调类型,常见的6种自然冷却方式,3、采用热轮换热器作为空调的旁通,采用热轮换热器作为空调旁通的模式，当室外空气条件在设定值范围内时，利用风机将室外冷风吹入热轮换热器，以使数据中心空间保持较为干燥的环境。,数据中心常见制冷方式对应空调类型,常见的6种自然冷却方式,4、采用热交换器作为冷水机组的旁通,采用热交换器作为冷水机组旁通的模式，当室外空气条件在设定值范围内时，利用冷凝水间接冷却数据中心的冷冻水。泵将冷凝水送入并穿过板式换热器，从CRAH使用的冷冻水得以冷却，而无需将两种水混合。,数据中心常见制冷方式对应空调类型,常见的6种自然冷却方式,5、采用干式冷却器作为风冷冷水机的旁通,采用干式冷却器作为风冷冷水机旁通的节能冷却模式，当室外空气条件在设定值范围内时，利用一种叫做干式冷却器的热交换器直接冷却数据中心内的冷冻水。泵将冷冻水（通常混有乙二醇）送入并穿过干式冷却器，在这里利用室外冷风冷却冷冻水，然后将冷却后的冷冻水送往CRAH。,数据中心常见制冷方式对应空调类型,常见的6种自然冷却方式,6、采用次级盘管作为CRAC压缩机的旁通,在这种类型的节能冷却模式下，直膨式（DX）CRAC包含一个独立的次级冷凝水盘管，可在节能冷却模式时使用。当室外空气条件在设定值范围内时，泵将冷凝水送入并穿过干式冷却器，在这里利用室外冷风使冷凝水冷却，然后将冷却后的冷凝水送到CRAC的次级盘管。,数据中心常见制冷方式对应空调类型,常见的6种自然冷却方式比较,数据中心常见制冷方式对应空调类型,顶置空调机组,OCC制定机组,阿里巴巴带风扇百度不带风扇,数据中心常见制冷方式对应空调类型,顶置空调机组,OCC制定机组,Google带风扇,Makethemostofyourenergy善用其效尽享其能,