機房散熱解決方案

2021-03-04 09:33:15 字數 2727 閱讀 7765

隨著通訊業的高速發展,網路核心裝置、動力系統、機房裝置等能耗佔社會總能耗比重越來越大,資料中心冷卻功耗佔整體功耗高達45%-50%,節能減排成為重要的行業責任和機房建設的未來趨勢。

為適應這一趨勢,中興提出了機房熱管理方案,給機房內通訊裝置提供乙個安全可靠的執行環境,通過冷熱氣流合理分配,達到節能減排的目的。

1)、精密空調系統瀰漫推送冷氣的方式

為了使區域性高熱區域降溫,整個空調系統的溫度往往需要調得很低。目前大多被設定為「強制製冷,25℃」或者是「自動,28℃啟動」的工作模式,部分機房的空調甚至是全年開啟,所以儘管了優化了冷熱氣流的組織形式,電能浪費現象依然較為普遍和嚴重。

優缺點 改善氣流管理,機房散熱能力有所改善;

全區域製冷降溫, 機房製冷效率低下,無法達到綠色資料中心的pue值標準

無法滿足中,高密度機櫃的製冷需求,出現大量區域性熱點;造成機房空間利用率降低。

2)、智慧型新風系統

機房新風系統是通過對機房建築的簡單改造,以智慧型邏輯控制的通風系統,充分利用機房內部外部環境溫差,實現機房內外部冷熱空氣的直接交換而自然降溫,並通過聯動控制機房空調的執行狀態,達到減少機房空調執行時間,降低機房空調能耗的目的。

優缺點 直接利用自然冷風,熱交換效率高,節能效果顯著

引起機房內空氣潔淨度下降,裝置因灰塵、靜電、濕度等故障增多

3)、智慧型熱交換器系統

熱交換器在完全隔離內外空氣的前提下,利用外界冷源,對內部環境進行冷卻,達到減少空調執行時間以實現節能的目的。

優缺點 室內外空氣不接觸,僅熱交換,保持潔淨度不下降熱,濕度不變

換熱效率不高,對於在溫度超過15度地區沒效果

高熱密密製冷方案:熱源直接冷卻,杜絕熱流紊亂;此方式靈活,易於改造和維護,滿足主流標準機櫃。

解決方案

一體化冷卻機櫃---高密度散熱解決方案

在傳統的資料機房製冷系統條件下,機櫃熱密度一般在2到3kw/機櫃,很多機房的機櫃只能放幾個伺服器,以此來降低單個機櫃的熱負荷,但這又造成了機櫃利用率的降低。為了使單個機櫃支援更高的熱密度(20到25kw/機架),中興新提出一體化冷卻機櫃—高密度散熱解決方案,即利用「水冷門」的輔助散熱方案

中興一體化冷卻機櫃「水冷門」方案原理圖

中興一體化冷卻機櫃「水冷門」方案示意圖

中興一體化冷卻機櫃的原理是,把冷水送達到液體冷卻櫃。先用櫃內風機將熱風從伺服器後部抽到液體冷卻櫃中,用內部水管製冷熱風,然後將冷風吹到伺服器前部,而熱水再回流到室外的迴圈製冷裝置,通過這一過程不斷迴圈達到製冷效果。

。根據產品的應用場景或者是氣候的變換情況,自行選擇自然冷卻或者是空調冷水冷卻,進一步的優化配置,實現最佳的節能效果。 『freecooling』(自然冷卻系統)。

液冷系統的進水口溫度需要低於15攝氏度,而當環境溫度低於15攝氏度,就可以不需要通過迴圈製冷裝置來製冷液體,僅僅用自然冷量製冷即可。

以上海為例,每年至少有三個月的環境溫度低於15攝氏度,也就是說每年有約四分之一的時間可以「天然製冷」,總體而言,相對於傳統製冷裝置節能30%。

方案優點:

(1)、節約電能

實現資料中心散熱系統節能50%以上

(2)、提公升機房空間率用率,節約機房面積

機櫃可以連續緊密放置,每機櫃占地面積可降低到2平方公尺以下,可將現有裝置密度提高9倍以上,將大大節省昂貴的機房資源

(3)、降低資料機房噪音

噪音從95分貝下降到65分貝以下

(4)、實現機房智慧型熱控

採用一套智慧型熱控系統實現裝置的處理能力、耗能、溫度的協同控制

方案具體實現辦法

中興水冷背板的優點:

1)、易於改造和維護,只需更換原有的後門即可,滿足目前所有主流標準機櫃;

2)、高製冷量—按照20kw設計,充分考慮機櫃伺服器情況,滿足低風量,低風阻特點

3)、無噪音,並且不增加機櫃內部熱量,只需要6—10臺機櫃共用乙個冷水傳送控制器;

原理:基於熱交換器的工作原理,採用熱交換器與空調聯動方案,通過熱交換器對機房的熱空氣進行預降溫處理再送回機房內部,減少空調執行負荷,降低機房製冷裝置的電耗。

機房空調系統與熱交換器聯動方案示意圖

熱交換器效能特點:熱交換機自帶智慧型控制系統,可以與機房現有空調系統進行聯動,實現全自動化操作,其控制原理圖見圖2.1。

全中文大螢幕 lcd背光顯示,精確的微電腦控制系統,人性化的操作介面,具備執行狀態智慧型顯示、密碼保護、故障診斷功能;設定引數自動保護,即使停電後也可以儲存執行引數和告警記錄並具備來電自啟動功能,留有rs485/232通訊介面。沒有過濾網,平時不必清洗,維護量小,執行維護費用低

熱交換器智慧型控制系統原理圖

a、當熱交換器智慧型控制系統檢測到機房外部溫度降到設定的智慧型熱交換器執行溫度時,系統自動調節空調,減少空調的負荷,同時執行熱交換器,並且熱交換器風扇具備在一定溫度範圍內自動調速功能,能有效實現節能降耗;

b、熱交換器具備自檢按鈕。開啟後,內外迴圈風扇全速轉,熱交換器能自動檢測內迴圈風機、外迴圈風機、控制板等關鍵器件的工作狀態。檢測完畢自動停止,恢復到自檢前的工作狀態。

c、故障診斷告警。熱交換器如果沒有電源輸入,或者內迴圈風機、外迴圈風機、電路板等發生故障,則輸出告警訊號。同時提供火警、高溫報警等多種報警訊號的輸出,及時迅速發現問題,避免基站環境對裝置執行造成的影響。

d、當機房內空調發生故障時,熱交換器作為應急散熱方式自動啟動,並發出告警訊號。

機房空調與熱交換器聯合使用的優點及效益

熱交換器在冬季可以完全代替空調製冷,降低了機房製冷裝置的電耗;同時減少了空調執行時間,延長了空調的使用壽命;在斷電、空調故障時,可作為應急備用裝置使用,最大限度地保障了通訊裝置的安全可靠執行

熱交換器全年適用性分布圖

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