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李勃：数据中心应用冷却系统之比较与分析作者： 来源： 日期：2011-2-25 16:33:21数据中心应用风冷型系统和冷冻水型系统之比较与分析文/中国计算机用户协会机房设备应用分会副秘书长、北京国信天元机房环境评测技术中心常务副主任 李勃前言：针对目前国内用户在对中大型数据中心项目的规划暖通系统时，经常为采用风冷系统还是水冷系统而犹豫不决的现状，本文特别以5000平米机房面积为模型，从技术安全、系统可靠、投资合理、运行节约、易于维护等方面的要求出发，通过对现行的两种机房专用系统进行综合的分析与比较，从而得出科学结论并供广大用户参考。一、本课题研究范围 本研究的范围是5000平米（地板面积）机房中所采用的机房专用空调系统部分。总IT设备负荷按为4500千瓦规划。二、具体分析方法 考虑到该问题的复杂性，针对本项目的负荷规模，综合分析比较当前常用的两种机房专用空调系统即：风冷型机房专用空调系统和冷冻水型机房专用空调系统。我们从以下十个方面分析比较两种系统：1、可靠性；2、漏水隐患；3、能效比；4、可扩容性；5、分期建设与灵活性；6、对建筑的外部条件要求；7、投资；8、维护管理；9、系统的适应性；10、对设计的要求。2.1风冷冷却方式的综合分析 典型风冷冷却系统机房专用空调系统图如下： 该系统由空调室外机组和空调室内机组两部分组成。对典型风冷型机房专用空调系统的十个方面分析如下： 2.1.1 可靠性：风冷冷却方式的主要组成就是风冷室内机、风冷室外冷凝器，其路由为独立的冷媒管路连接，从物理连接的角度看（不考虑主备机切换、能效管理等逻辑控制与连接），系统完全独立，任意机组路由的故障不会影响其它机组，因此从系统的角度看，没有任何影响系统运行的单点故障。 2.1.2漏水隐患：风冷冷却方式因仅有加湿水管部分进入机房，相对漏水隐患较小。降低该系统漏水隐患的主要措施有：（1）如果排水管路泄漏，机组在探测到漏水后，自动关闭进水管路，排除进一步漏水的可能；（2）如果进水管路泄漏，监控系统将立即告警。即使不考虑设计有自动关闭进水阀的装置，在值班人员抵达现场关闭进水阀之前，因单个机房进水量小（每小时供水量小于100升），不会对机房造成大的危害。如果设计有合适高度的拦水坝和排水孔，漏水造成对机房的隐患将彻底排除。 2.1.3 能效比：风冷冷却方式单机系统的能效比较高，从冷却的角度看，主要能耗产生于压缩机、室内风机、风冷室外冷凝器。此方式能效比稳定，目前业界常用的风冷方式能效比约为2.7-3.1。如考虑利用自然冷源，可进一步提高能效比，例如制冷剂泵循环模式，冬季时可停止压缩机运行，通过制冷剂泵实现制冷循环，能效比将高达6.5以上，按此计算，北京地区全年能效比（在正在修订的《GB19413计算机和数据处理机房用单元式空气调节机》中规定：全年能效比（AEER）annual energy efficiency ratio：机房空调进行全年制冷时从室内除去的热量总和与消耗的电量总和之比）将高达3.5以上。 2.1.4可扩容性：风冷冷却方式由于系统独立，路由独立，规划简单，因此几乎不受限制，只需要提前预留室内外机组的位置以及路由管井等，不需要提前对整体管路进行设计，扩容非常简单只要留出适当的扩容空间即可。 2.1.5分期建设与灵活性：风冷冷却方式非常灵活，可以非常简便地分期建设。以此项目为例，对于多个小面积机房而言，完全可以以场地为单位，进行分期建设，在每一步建设中，再充分考虑风冷室外冷凝器场地以及冷媒路由的前提下，不需要额外考虑其它分区的建设。 2.1.6对建筑外部条件的要求：风冷冷却方式的问题存在与风冷室外冷凝器占地要求较大，但如果提前规划有面积足够大的屋顶放置冷凝器，或在机房每层建设有冷凝器平台，这个问题将得以解决。依照本项目规模，如采用常规产品室外冷凝器的占用面积约为600平米。 2.1.7投资：对于本项目的负荷需求而言，如采用风冷冷却方式系统大约需要45-55套100千瓦机组总投资约为1500万，包括风冷空调室内外机以及安装费用，并可以分期投资，分期实施。 2.1.8维护管理：风冷冷却方式系统简单，无共用管路等，故障类型明确，机组之间互无影响，维护要求低，对维护人员的要求也较低，仅需要少量的维护人员。 2.1.9系统适应性：风冷冷却方式对室内外及距离有限制，系统管路长度有一定限制，一般标称要求室内外机单程总长度在60米之内，冷量损失可忽略不计，目前国内最长案例为单程120米。另外，对室内外机高度差也有要求，一般标称要求风冷室外冷凝器可高出室内机20米之内，冷量损失可忽略不计，目前