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数据中心新型末端产品对照

一、概述

数据中心是一整套复杂的设施。它不仅仅包括计算机系统和其它与之配套的设备

(例如通信和存储系统)，还包含配电系统、制冷系统、消防系统、监控系统等多种基

础设施系统。其中，制冷系统在数据中心是耗电大户，约占整个数据中心能耗的。

降低制冷系统的能耗是提高数据中心能源利用效率的最直接和最有效措施。制冷系统也

随着数据中心的需求变化和能效要求而不断发展。近年来，数据中心新型末端不断得到

广泛应用，常见的有热管背板、冷冻水列间、冷水前面背板等。新型末端更加贴近发

热源，制冷效率更高。本文主要从产品性能、安全可靠性、造价及施工等几个方面对部

分新型末端及传统机房产品进行对照。

二、产品原理简介

1列间空调

列间空调属行级空调，其设计初衷是热排风吸收器，将服务器的热排风就地收

集，降低温度并将热量传递到室外。其外观设计与机柜一致，紧靠热源放置，大大

缩短了送风路径和风压，降低能耗。

列间空调制冷方式有直膨风冷列间、列间冷冻水和列间热管三种形式。其各自

制冷原理如下。

1.1直膨风冷列间

直膨风冷列间空调制冷原理与直膨式风冷机房空调原理相同，只是室内机的结

构型式发生了变化。风冷列间分为室内机和室外机两部份，主要包含压缩机、蒸发

器、冷凝器、节流元件等，常见制冷量规格有和两种规格。

1.2列间冷冻水

冷冻水列间空调制冷原理与冷冻水机房空调制冷原理相同，采用冷水主机集中

供冷，冷冻水列间为末端，常见制冷量规格有、和。

1.3列间热管

列间热管空调与列间冷冻水相比，增加了中间换热器，室内末端为制冷剂循环，

制冷剂在列间热管换热器内吸热蒸发由液态变为气态，沿铜管路上升到室外冷凝器，

在冷凝器内冷凝，冷凝后的液态制冷剂在重力的作用下，供向列间热管底部，如此

循环实现制冷，避免了水入机房。

冷凝器通常为板式换热器或者壳管式换热器，其冷源由冷水主机或者带自然冷

源的冷却塔提供，冷凝热最终经冷却塔排放到环境中。

2热管背板空调

热管背板安装于机柜背面，主要包括换热器、风机、结构件、连接管路和控制

器等部件。热管背板在制冷原理上没有压缩机或者其他泵作为冷剂循环动力，属重

力热管。制冷剂在热管背板换热器内吸热蒸发由液态变为气态，沿铜管路上升到

室外冷凝器，在冷凝器内冷凝，冷凝后的液态制冷剂在重力的作用下，供向热管

背板底部，如此循环实现制冷。

冷凝器通常为板式换热器或者壳管式换热器，其冷源由冷水主机或者带自然冷

源的冷却塔直提供，冷凝热最终经冷却塔排放到环境中。

3冷水前门/背板空调

将表冷器设置于机柜前门内部，将冷冻水送到各个冷水前门的表冷器内部，根据机

房环境温度，即机柜的进风温度和出风温度，自动调节冷水前门风扇的转速，控制机柜

内部的制冷量的输送，达到制冷的效果。

冷水背板气流组织如下图左所示，为吸风式结构，机房环境为冷环境；冷水前门气流组

织如下图右所示，为吹风式结构，机房环境为热环境：

三、新型末端产品对照

1、热负荷计算

为便于产品对照，本文将以具体机房为案例进行具体对照。以一个长，宽

的机房为例，面积约为，机柜数量按个计算。单机柜平均运行功耗为，按

列进行布置。

机房热负荷计算：

按照空调设计中负荷计算的要求，精确空调负荷的确定方法如下：

机房主要热量的来源：

机柜设备负荷、机房照明负荷、建造维护结构负荷、其他。

热负荷分析：

(1)机柜设备热负荷：