数据中心制冷系统

上送风；下送风；水平送风；冷通道封闭送风；热通道封闭送风；机柜级封闭送风。

冷通道封闭：

热通道封闭：

气流组织附件：

用于数据中心的各种制冷技术：

1）冷冻水系统：

2）风冷式系统：

3）冷却水系统

4）风冷式独立系统

5）全新风直接蒸发冷却式系统

6）空气间接蒸发冷却式系统

数据中心制冷系统的节能冷却模式：

在过去，制冷系统节能冷却模式在大多数数据中心内并没有得到重视。这主要是因为那时电力成本较低，IT设备供风温度较低，并且还没有颁布碳排放法规。

今天，各种标准，例如ANSI/ASHRAE 标准90.1-2010，和各项法规，如《英国碳减排承诺》，均要求数据中心减少耗能。一些节能冷却模式在许多气候条件都能有效减少能耗。

在某些天气条件时，一些制冷系统在节能冷却模式下运行可以节省超过70%的年度制冷能源成本，相应的年度PUE也会有超过15%的改善。对不同种类节能冷却模式的术语和定义进行了介绍并且利用关键数据中心特性比较它们各自的性能表现，以帮助设计师根据实际情况作出正确选择。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

控制的复杂程度：

节能冷却模式和制冷剂模式之间的转换过渡可能会非常复杂，在转换过渡期间还可能会造成暂时的制冷损失。从根本上说，这种转换过渡的可靠性取决于控制系统。配有节能冷却模式的标准预制制冷系统，其控制系统结合硬件同步进行设计和配置。这类控制系统就比根据特殊制冷系统现场定制的控制系统要可靠得多。

利用空气换热器或热轮换热器作为空调旁通的节能冷却模式，其控制系统较为简单。控制系统较为复杂的是利用热交换器作为冷水机组旁通的节能冷却模式，因为板式换热器需要冷凝水温度较低而冷水机组需要冷凝水温度较高，这之间形成了一个“死区”。

影响节能冷却模式运行的因素：

地理位置：节能冷却模式的使用完全取决于数据中心的地理位置。即使在部分节能冷却模式下工作时，地理位置的季节性气候条件也至关重要。ASHRAE、美国国家再生能源实验室、美国国家海洋和大气局是少数几家提供天气数据以供评估节能冷却模式可用时间的机构。这些数据通常称作“bin气象数据”，因为气象数据以温度范围进行表现。利用某个地理位置的气象数据可以计算出节能冷却模式的可用时数。

制冷系统制冷设定值

增加节能冷却模式可用时间的方法主要有两种：

1）将数据中心搬到较为寒冷的地区。

2）提高服务器的设计进风温度。

方法一对于已有数据中心来说显然是不现实的。

方法二则具有可行性，而且现在不论是新建数据中心还是已有数据中心都适用。事实上，ASHRAE TC9.9标准的2008年版本已经将服务器的较大进风（干球）温度从原来的25℃ (77℉)提高到27℃(80.6℉)。不过，IT送风温度能够提升多少取决于热风和冷风隔离遏制的效果。

热冷气流隔离：

如果机柜布置不合理或者气流管理不当，数据中心内的热风和冷风会发生混合。如果制冷设定值提高到27℃ ，到送风到达服务器进风口时，温度可能已经接近32℃。这就是为什么制冷系统设定值通常远远低于服务器进风温度的原因。

为了提高制冷系统设定值并从而延长节能冷却模式可用时间，必须将热风和冷风分开。我们可以利用冷通道气流遏制系统和热通道气流遏制系统达到这个目的。但是，热通道遏制可以提供更多的节能冷却模式可用时间，因此更受新建数据中心青睐。