高热密度的制冷解决方案

IT技术的飞速发展，对数据的处理速度、处理能力要求越来越高。同时随着科技的不断创新，体积更小、处理能力更快、功能更强的高功率密度机架服务器、刀片服务器、存储服务器、大功率小机等应运而生。

这些高性能服务器的应用，带来的问题是，单位面积的发热量急剧上升，因此经常会造成机房局部发热的高热密度现象。这些高性能的服务器为了便于集中管理，多数被集中放置，造成单个机柜的散热量达到了5KW以上，有些甚至达到了15KW以上。这些高散热量的服务器，采用传统的、单一的地板下送风、风帽送风、风道送风一般在机柜的一半高度就被吸走而消耗，而剩余部分机柜已经没有一点制冷量，造成冷量的分布不均，从而导致部分服务器过热而出现故障。因此，解决高热密度现象，需要用新的视角，已经不能用传统的送风方式来解决。采用水平送风的制冷方式对高热密度的问题是简单和有效的解决方案。

中国石油化工股份有限公司华北分公司科研办公楼的数据中心机房(以下简称中石化华北局)项目中就存在高热密度现象。该机房位于新办公大楼的一层，共分为交换汇聚区、存储区、服务器区、小型集群区等，并在大楼的3、5、8、10层各设置了一个楼层配线间。为了保证配线间的设备正常运行，在3、5、8、10层的配线间，分别配置了一套艾默生的12KW的DME3000小机。而在数据中心机房中则根据功能以及散热量的不同分别配置了地板下送风空调和水平送风空调。交换汇聚区和存储区的散热量相对较小，因此采用了艾默生的PEX3100系列空调。而在服务器区和小型集群区则配置了艾默生高热密度解决方案的XD系列空调。

考虑到数据中心机房的重要性，以及要保证数据中心的稳定性，因此在部署XD空调时采用两台XDC主机，采用10台XDH水平送风末端。采用两台XDC主机的目的主要是考虑备份。10台XDH水平送风末端分别放置在高热密度区的机柜中间，并分别对称，同时有6台XDH水平送风末端同时接到2台XDC主机上，以起到热备份的作用。当其中任何一台XDC主机出现故障，另外一台XDC也会供6个XDH水平送风末端进行制冷。对称部署XDH水平送风末端的主要原因是考虑当任意一台XDH出现故障，另外一台XDH也会有部分的冷量进入机柜，不会造成服务器的瘫痪。

采用高热密度解决方案主要考虑如下几个方面：

1、 灵活：灵活主要体现在部署上。XDC主机可以放置在任何地方，不仅限于机房内部。而制冷末端则有多种部署方式，包括立体安装的XDH、机柜上方案装的XDV、吊顶安装的XDO等三种方式。这三总方式可以综合考虑现有机房的环境，还能更加方面的对系统进行扩容。另外高热密度解决方案还提供多种冷却方式，包括风冷、水冷、乙二醇冷却等。

2、 高效：高效主要体现在制冷效率上。XD系统可以灵活部署在最靠近需要制冷设备的位置，及时有效的向机柜冷通道注入高热密度设备所需要的冷量。XD的制冷末端有很多种型号和不同的制冷量，可以根据需要进行相应得部署，以保证能够进行高效的运行。

3、 绿色：绿色主要体现在节能、环保、节地上。XD系统利用制冷剂相变吸收大量机房显热的原理和独特的制冷剂控制技术，100%的显冷量输出，既可以防止产生冷凝水，又可避免潜冷量输出而产生的能量损耗。XD制冷末端最贴近需要制冷设备，大大减少送风所消耗的能量。XD主机可以放置在任何其他房间，制冷末端可以机架安装、吊顶安装，可以大大节省机房的空间。XD系统的制冷主机与制冷末端单元通过铜管连接，管道内部充注R134a 环保冷媒进行换热，而直接蒸发主机系统则采用了R407C 环保冷媒，因此也达到了环保的特点。

4、 安全：安全主要体现在无水进机房。XD系统的冷冻水制冷主机可以放置在机房之外的房间，进入房间的仅为制冷末端和充注R134A环保冷媒的管路。避免了传统水冷系统水进机房所带来的安全隐患。

综合上述特点，设计的高热密度制冷解决方案，能够给目前IDC机房所面临的高功率密度服务器提供更加完美的制冷解决方案，保证了数据中心的正常运行。