隨著數(shù)據(jù)中心單位用電量不斷增加，機(jī)房的發(fā)熱量越來越高，在這種情況下，一旦電源發(fā)生故障，雖然服務(wù)器依靠UPS電源系統(tǒng)能夠繼續(xù)運(yùn)行，但由于制冷設(shè)備停止運(yùn)行，致使機(jī)房溫度快速上升，仍會(huì)導(dǎo)致服務(wù)器過熱而停止運(yùn)行。因此，目前高密度機(jī)房的趨勢(shì)需要設(shè)計(jì)不間斷工作的制冷系統(tǒng)，以保證在電源故障時(shí)，制冷系統(tǒng)或部分制冷系統(tǒng)能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，在一段時(shí)間內(nèi)維持機(jī)房的環(huán)境溫度，以免過快地升溫，從而保護(hù)服務(wù)器設(shè)備的安全運(yùn)行，等候電力系統(tǒng)恢復(fù)或者備用發(fā)電系統(tǒng)投入使用。本文從相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)踐出發(fā)，對(duì)高密度機(jī)房的制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

　　制冷系統(tǒng)停止時(shí)的機(jī)房溫度

　　當(dāng)制冷系統(tǒng)停止時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)中心機(jī)房裝機(jī)密度的不同，機(jī)房的溫度上升幅度不一。在以往傳統(tǒng)的機(jī)房，由于單機(jī)柜用電量較小，制冷系統(tǒng)停止后，仍有較長(zhǎng)一段時(shí)間能維持設(shè)備正常運(yùn)行。例如在一個(gè)單機(jī)柜1.2KW的機(jī)房，制冷系統(tǒng)停止10分鐘后，溫度將上升10.5℃，管理者可以有時(shí)間啟用備用發(fā)電機(jī)或關(guān)閉服務(wù)器設(shè)備。

　　但隨著機(jī)房裝機(jī)密度的提高，溫度上升變得非常迅速，據(jù)Intel實(shí)驗(yàn)分析，一個(gè)單機(jī)柜用電量約9KW的數(shù)據(jù)中心機(jī)房，一旦制冷系統(tǒng)停止運(yùn)行，溫度從22℃上升40℃只需要18秒，上升到57℃只需要35秒。而一旦超過 32℃，計(jì)算機(jī)設(shè)備就會(huì)出現(xiàn)故障，溫度繼續(xù)升高，計(jì)算機(jī)設(shè)備將會(huì)停止運(yùn)行，甚至損壞。因此，對(duì)于高密度的機(jī)房，配置一個(gè)不問斷的制冷系統(tǒng)就變得非常必要。

　　對(duì)高密度機(jī)房連續(xù)制冷的定義

　　面對(duì)上述情況，國(guó)外數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的一些機(jī)構(gòu)進(jìn)行了研究，在UPTIME協(xié)會(huì)研討高密度機(jī)房連續(xù)制冷系統(tǒng)的中，將制冷系統(tǒng)分為ABC三個(gè)等級(jí)，A級(jí)為不間斷制冷系統(tǒng)，不間斷制冷系統(tǒng)需要為精密空調(diào)的風(fēng)機(jī)、二次泵配置UPS電源，并增加蓄冷罐;B級(jí)為連續(xù)制冷系統(tǒng)：連續(xù)制冷系統(tǒng)需要為精密空調(diào)的風(fēng)機(jī)、二次泵配置UPS電源，但不增加蓄冷罐;C級(jí)為可中斷的制冷系統(tǒng)，即對(duì)制冷系統(tǒng)不配置任何UPS電源設(shè)備，在電源故障時(shí)停止制冷系統(tǒng)。UPTIME對(duì)制冷系統(tǒng)進(jìn)行分級(jí)定義，并提供了幾種解決方案。

　　高密度機(jī)房連續(xù)制冷的幾種解決方案

　　對(duì)于高密度機(jī)房，采取何種措施在電力故障發(fā)生的間歇，維持制冷系統(tǒng)的運(yùn)行，或是部分運(yùn)行呢？UPTIME組織和有關(guān)廠商提出了幾種解決方案。

　　種，為整個(gè)制冷系統(tǒng)全部配置UPS電源系統(tǒng)，對(duì)于冷凍水型精密空調(diào)，需要為冷水機(jī)組，冷卻塔、一二次泵和精密空調(diào)都配上UPS電源系統(tǒng)。這種方式能保持整套制冷系統(tǒng)的運(yùn)行，但對(duì)于大功率的冷水機(jī)組和冷卻塔，全部配上UPS電源系統(tǒng)的代價(jià)是非常高昂的，因此目前很少被采用。

　　第二種，在一個(gè)使用冷凍水型精密空調(diào)的系統(tǒng)中，為精密空調(diào)的風(fēng)機(jī)、冷凍水的二次泵配置UPS電源，并在冷凍水循環(huán)系統(tǒng)中增加蓄冷罐以儲(chǔ)備冷凍水。當(dāng)電源中斷未恢復(fù)，或因電源中斷導(dǎo)致冷水機(jī)組暫時(shí)無法啟動(dòng)時(shí)，通過蓄冷罐和水泵提供冷源，由精密空調(diào)的風(fēng)機(jī)維持機(jī)房?jī)?nèi)的空氣循環(huán)，從而在一段時(shí)問內(nèi)保持機(jī)房的溫度或阻止機(jī)房快速升溫，等候電力的恢復(fù)或冷水機(jī)組恢復(fù)正常工作。

　　和第二種方式都達(dá)到了A級(jí)不間斷制冷的標(biāo)準(zhǔn)。

　　第三種，在使用冷凍水型精密空調(diào)的系統(tǒng)中，為精密空調(diào)的風(fēng)機(jī)和冷凍水二次泵配置UPS電源，但不在冷凍水循環(huán)系統(tǒng)中配置蓄冷罐。當(dāng)電源中斷未恢復(fù)，或因電源中斷導(dǎo)致冷水機(jī)組暫時(shí)無法啟動(dòng)時(shí)，精密空調(diào)的風(fēng)機(jī)仍能維持機(jī)房?jī)?nèi)的空氣循環(huán)，并利用管道中的剩余冷凍水為機(jī)房降溫。采用這種方式，也能減緩機(jī)房快速升溫，但效果沒有前兩種方式顯著。

　　第四種，對(duì)于采用直接蒸發(fā)式精密空調(diào)的系統(tǒng)，既無法安裝蓄冷系統(tǒng)，也沒有管道的余冷可以利用。但依然可以為精密空調(diào)的風(fēng)機(jī)配置UPS電源，目的只是為在出現(xiàn)故障時(shí)保持?jǐn)?shù)據(jù)中心的空氣循環(huán)，也能減緩機(jī)房的升溫。

　　第三和第四種方式達(dá)到了B級(jí)連續(xù)制冷的標(biāo)準(zhǔn)。

　　高密度機(jī)房連續(xù)制冷解決方案的選擇

　　那么，對(duì)于以上的幾種連續(xù)制冷解決方案，建設(shè)方或設(shè)計(jì)單位該如何進(jìn)行選擇呢？對(duì)此，筆者建議建設(shè)方和設(shè)計(jì)單位可根據(jù)數(shù)據(jù)中心的熱密度和數(shù)據(jù)中心的重要性，以及柴油機(jī)等后備系統(tǒng)配置情況，從以上解決方案中選擇一個(gè)合適的連續(xù)制冷方案。例如對(duì)應(yīng)單機(jī)柜電量1.2KW以內(nèi)的機(jī)房，預(yù)計(jì)溫度上升到32℃ 的時(shí)間約在10分鐘以上，就可以依靠柴油機(jī)系統(tǒng)來提供后備電源。隨著單機(jī)柜用電量的提高，可以采用為精密空調(diào)的風(fēng)扇提供UPS電源的方案，以提供氣流循環(huán)，利用環(huán)境的吸熱能力，減緩溫升速率。

　　但對(duì)于單機(jī)柜的用電量達(dá)到6kW以上的高密度的機(jī)房(按ASHRAE的預(yù)測(cè)，2010年服務(wù)器單機(jī)柜將在12KW以上)，就需采用冷凍水型精密空調(diào)系統(tǒng)，從而選擇UPTlME的A級(jí)不間斷制冷方案，給冷凍水循環(huán)系統(tǒng)提供UPS電源，并設(shè)置一定體積的蓄冷罐，以維持停電期間或停電后冷水機(jī)組重新啟動(dòng)期間的制冷，等待制冷系統(tǒng)的恢復(fù)。

　　總之，面對(duì)高密度機(jī)房的發(fā)展趨勢(shì)，配置連續(xù)制冷設(shè)施，以在停電和冷水機(jī)組重啟期間維持設(shè)備運(yùn)行，保護(hù)設(shè)備安全，己是建設(shè)方和設(shè)計(jì)單位必須考慮的重要問題·目前各方都在積極探索和實(shí)施。同時(shí)隨著高密度機(jī)房的不斷規(guī)劃建設(shè)，預(yù)計(jì)也將出現(xiàn)更多的解決方案，以滿足高密度機(jī)房連續(xù)制冷的需求。