機房制冷系統(tǒng)設計和機房空調選型方案
機房的冷卻系統(tǒng)都需要符合可擴展性和適應性、標準化、簡單化、智能化、可管理化等五種要求。當前*為緊迫的核心問題是機房適應變化能力較差。機房冷卻系統(tǒng)必須對不斷變化的要求有更強的適應能力，對不斷增長和無法預測的功率密度制定規(guī)劃，同時要設計出適應能力強并易于改進的冷卻系統(tǒng)。
1.選用高效機房專用精密空調
機房空調機組根據冷源及冷卻方式一般可分為風冷、水冷、雙冷源機組等，對于機房熱負荷較小或采用地板送風方式受建筑條件限制的中、小型機房，可考慮采用管道上送風方式，并使送風口盡量接近機架；對于熱密度高的大、中型機房，優(yōu)先采用水冷式空調制冷機。北方地區(qū)采用水冷冷水機組的機房，冬季可利用室外冷卻塔作為冷源，通過熱交換器對空調冷凍水進行降溫。
冷量應與機房設備的額定發(fā)熱量建立函數關系，一般采用機房的總冷量等于機房UPS額定可用容量的1.3-1.5倍作為經驗數值。這需了解其配置的壓縮機規(guī)格，并聯空調機組運行的相互影響程度，當以冷量計算粗選各廠家相近的空調設備時，必須對其送風量進行復核，處理焓差應按≤2.5Kcal/Kg干空氣左右選用。盡管很多空調產品顯冷量比例很高，但實際工作溫度下顯冷量下降多；即使空調輸出冷量足夠，但機房熱島效應嚴重，選用模塊化組合機組。通過主從控制，主機將多臺模塊所采集的溫、濕度參數取其平均值，實現步調一致的效果。
我們在布局空調時，機組送風的距離不宜過大，專用空調*佳送風距離為15-16米?？照{室內機安裝高度應高于機房面100-200mm，以減少相鄰空調機組間擾流影響，減輕備機停機時氣流倒灌，避免引起氣流短路。還須減少送風路徑、降低架空地板下送風風速，以保證送風口的出風速度，由于風冷直接膨脹式機房精密空調的冷卻極限約為4KW/㎡，當機房環(huán)境的熱負荷超過5KW/㎡時，如用傳統(tǒng)方式的機房專用空調來解決，會有局部熱點存在，必然需要精密空調增加為高熱密度負荷提供良好的微環(huán)境調節(jié)能力，這勢必要在空調機組系統(tǒng)控制和氣流組織設計上進行革新；而不僅僅是簡單的增加機房精密空調的裝機容量。
空氣分配系統(tǒng)配置
機房空調配套系統(tǒng)迫切需要建立起能反映機柜內溫度、機柜排風側垂直溫差及反映能節(jié)能、提高空調制冷效率以消除機房平面溫差。
室內送風機風量和風壓能適時調節(jié)。應能根據熱源大小不同來調節(jié)分配出風口的冷氣量。地板送風口數量應保障每個服務器機架均能有足夠的冷卻風量，送風口位置宜設在服務器機架進風處。地板送風口風速宜在1.5-3.0m/s間。對柜底地板出風方式，應保證機房內每個出風口的基本出風量都能達到15m3/min以上。對于過道地板出風方式，當機柜采用面對面、背靠背排列時，應保證過道內每600mm長度上輸出的基本出風量達到50m3/min以上；機柜采用統(tǒng)一朝向排列時，應保證過道內每600mm長度上輸出的基本出風量達到25m3/min以上。若使用高負荷機柜，則出風量也應相應加大。
根據機房室內狀態(tài)點及熱濕負荷，可由濕空氣焓濕圖確定送風狀態(tài)點。進而得出空調機組供冷量、再熱量、加濕量及送風量。按相關規(guī)定，送風溫差宜控制在6-10℃。
大型數據中心機房空調適合長邊側進風，不宜短邊側進風。下送風走向與機架走道同向,不宜與架間走道垂直。
建立冷熱通道圍欄系統(tǒng)。為進一步阻隔冷熱空間的混和，可利用隔熱能力強、熔點高的隔板，一方面密封熱通道的兩邊出口，另一方面包圍冷通道的整體范圍，使冷空氣與熱空氣隔絕，以便更好地調節(jié)機架內的空氣溫度。
當機柜內設備的發(fā)熱功率密度明顯過大，無法通過機房大環(huán)境中冷熱氣流自然對流方式解決時，為加快機柜內熱氣的排走速度，可選擇在底部和后部加裝強迫散熱裝置的機柜，如安裝軸向水平的強排風扇。
機房的規(guī)劃設計方案
對機房進行分類明確功率密度。根據機房設備安放與耗電密度，將機房分為高負荷機房、中負荷機房及低負荷機房三種，其單位面積和單機柜耗電指標、單機柜設備配置數量限值見表1。
對于新建機房，可以考慮外墻的朝向，將機房設計在建筑的東側或北側，在相對一側留有走廊等通道。機房內盡量不設計窗口，選用密封性能好和自動關閉式的防火門。
大型數據中心不宜正方形，而應為長條形，面積宜為500至800㎡。
我們在布置數據中心設備區(qū)域，應根據設備種類、系統(tǒng)成組特性、設備的發(fā)熱量、機柜設備布置密度、設備與機柜冷卻方式等，合理考慮機房區(qū)域、機柜列組、機柜內部三個層面的精密空調設備制冷的氣流組織。當機柜內或機架上的設備為前進風、后出風方式冷卻時，機柜或機架的布置宜采用面對面、背對背方式。熱通道間距應大于冷通道間距，以有利于熱通道散熱。一般采用地板下送風上部回風的氣流組織方式，其送風通道和回風通道均可在需要的位置開設風口。采用架空地板作為送風靜壓箱，架空地板的高度應根據負荷密度、機房面積綜合確定。
3、合理布置機柜機架，提高設備散熱效率機柜氣流和機柜設計改進冷卻效果的關鍵因素。機柜對于防止設備排出的熱氣短路循環(huán)至關重要。對于水平方向進出風方式，氣流組織設計應盡量將冷氣送到所有數據設備的前方位置。采用標準機柜和盲板可以大幅減少氣流短路比例，能消除機架正面的垂直溫度梯度，并確保冷空氣在機架上下配送均勻。下送風機房機柜前后門的設計應符合*佳制冷效率的要求，有2種方式可選擇：
前門完全密閉，不做通風孔；后門通風網孔大小為Ф5，后門通風率30-40％，這種方式，由機柜底部調節(jié)的開口，在機柜內設備正面送冷風，由后門和機柜頂部散熱；冷風通道完全在機柜下方。
前后門底部起1/2密閉，不做通風孔，機柜上部1/2為通風散熱部分，通風網孔大小為Ф5，通風率30-40％，這種方式主要出風口在機柜的底部，同時可以在機柜列間通道開輔助送風口，在機柜內設備正面送冷風，由后門和機柜頂部散熱。冷風通道在機柜下方和機柜列間通道。機柜內數據設備與機柜前、后面板的間距寬度應不小于150mm。機柜層板應有利于通風，為避免阻擋空氣流通，層板深度應不大于600mm。多臺發(fā)熱量大的數據設備不宜疊放在同一層板上，*下層層板距離機柜底部應不小于200mm。把熱負荷*大的設備安裝在機柜中部位置，以便獲得*大的配風風量。機柜底部采用活動抽屜板，隨設備多少，改動冷氣入口大小。機柜底部后半部堵住，阻止冷空氣從底部向后面流去。
數據中心單機架的功率大幅提升。據統(tǒng)計，現在*新的刀片式服務器機架功率高達15KW，臺式服務器機架功率為1.5KW，模塊式服務器機架功率為5KW。高耗電必然產生高發(fā)熱，這使得局部發(fā)熱變得很厲害，溫度梯度變化大，通風降溫處理復雜?？照{短時間的停機或制冷量不足，機房溫度會迅速升高，造成服務器報警甚至停機。
機房空調系統(tǒng)制冷量或送風量設計過小、機房大環(huán)境氣流組織不合理、機柜內部小環(huán)境氣流組織不合理、機柜發(fā)熱量過大、機柜排列過于密集等問題是導致局部過熱的主因，解決這些問題，應從機房的規(guī)劃設計、制冷系統(tǒng)設計和設備選型、應用維護等三個方面著手予以分析，并給出高密系統(tǒng)的解決辦法，隨著機房機房系統(tǒng)的不斷升級，給用戶帶來更多機房制冷節(jié)能新方案。
機房制冷設備種類：風冷機房空調、水冷機房空調、冷凍水機房空調、雙冷源機房空調、分體式機房空調、一體式機房空調、行間機房空調、變頻機房空調等。
