數(shù)據中心精密空調與舒適性空調的七個主要區(qū)別
制冷快報訊:精密空調具有高效率、高可靠性和靈活性的特點,能滿足數(shù)據中心和其他高可用性計算機機房日益增加的散熱、濕度控制、過濾及其他方面的要求。
小型或遠程數(shù)據中心不能像大型數(shù)據中心一樣,在支撐系統(tǒng)設計上得到相同的關注度,盡管系統(tǒng)故障造成的損失相當高。特別是,環(huán)境控制可能不太受關注:無論是由于快速增長(導致數(shù)據中心“增長快于”支撐系統(tǒng))或是缺乏對敏感電子設備制冷要求的理解,有些用戶最終還是嘗試采用舒適性空調系統(tǒng)為精密電子設備提供制冷。結果是加大了被保護設備過早失效的風險,提高了必要運營成本。精密空調是專門設計用于滿足高熱密度電子類負載的需求,此類負載產生的顯熱高于一般的舒適性環(huán)境,且需要全年365天、每天24小時的不間斷制冷。電子設備對濕度變化更為敏感,要求空氣質量要求比一般舒適性環(huán)境高。
通常由于精密空調的初期投資成本較高,因此客戶常常選擇舒適性空調,并承受由此導致的敏感電子設備的風險。但由于精密空調專用于高顯熱環(huán)境,并且全年不間斷運行,因此,在整個使用壽命期內的運行費用比舒適性空調要低。因此,同時考慮初期投資成本和運營成本時,精密空調實際上是費用最低的解決方案。
精密制冷VS舒適性制冷
對數(shù)據中心可靠運行所需的支撐設備規(guī)劃的考慮,通常比對主設備的考慮要少,規(guī)模較小的設施或遠程設施尤為如此。諸如支持關鍵計算機系統(tǒng)的環(huán)境控制、供電可靠性和有效監(jiān)控等領域,受關注的程度低于服務器、操作系統(tǒng)和網絡配置等領域。
然而,這些系統(tǒng)性能不僅僅依賴于網絡連接,也依賴供電和環(huán)境支持系統(tǒng)。數(shù)據中心計算機和網絡系統(tǒng)內電子元件的發(fā)熱和敏感度要求溫度、濕度、空氣流動和空氣潔凈度維持在嚴格的范圍內。
精密空調是專為此目的而設計的。舒適性空調偶爾也應用于這些場合;但通常是因為人們難以區(qū)分舒適性空調和精密空調之間的差異。
舒適性空調系統(tǒng)包括普通空調、住宅區(qū) 中央空調和辦公室與商用寫字樓內的空氣調節(jié)系統(tǒng)。它們主要為工作人員提供舒適的環(huán)境。
精密空調主要為主設備提供全年不間斷制冷,精密濕度控制,和比舒適性空調更高的制冷能力/平方英尺。
具體而言,精密空調與舒適性空調之間有七個主要差異。
七個主要差異
1.優(yōu)化制冷以滿足電子系統(tǒng)要求
電子設備比一般舒適性環(huán)境產生更高的顯熱,這極大改變了對制冷系統(tǒng)的要求。有兩種制冷類型:潛熱制冷和顯熱制冷。
潛熱制冷是指空調系統(tǒng)消除濕氣的能力。這在一般舒適性制冷場合下很重要,例如辦公寫字樓、零售商店及人群密度較高的其他地方。潛熱制冷的重點是保持人們工作環(huán)境的溫濕度平衡。這些地方通常有直接通往外面的門和進出口通道。
顯熱制冷是空調系統(tǒng)消除熱量的能力,可采用溫度計進行測量。數(shù)據中心產生的熱量/平方英尺比寫字樓要高,并且人群密度相對較低。
舒適性空調的顯熱比為0.60~0.70。這意味著60%~70%的制冷量用于降溫,30%~40%的制冷量用于除濕。為實現(xiàn)高效制冷,數(shù)據中心環(huán)境要求顯熱比達到0.80~0.90。
精密空調的顯熱比為0.85~1.0。這意味著80%~100%的制冷量用于降溫,僅0%~20%是用于除濕。因此,在處理相同顯熱負載的情況下,“標稱”20冷噸的舒適性空調所需數(shù)量要多于精密空調。
由于精密空調主要用于消除顯熱,而不是除濕,具有較高的顯熱比。因此,精密空調最適用于數(shù)據中心。
2.符合數(shù)據中心高熱密度要求的系統(tǒng)容量設計
電子設備環(huán)境下的熱密度是一般辦公環(huán)境熱密度的3-5倍,而且還在以更快的速度增加。
從氣流角度來看,精密空調的設計與舒適性空調不同,其設計的目的是為了解決數(shù)據中心內較大負載熱密度。精密空調可實現(xiàn)較高的顯熱比,有助于維持設定溫濕度水平,并可通過較大的空氣流動,實現(xiàn)更好的 空氣過濾。
3.精密濕度控制
如果忽視濕度的影響,將會導致長期的、嚴重的問題,包括主設備、其他資源以及基礎設施的損失。數(shù)據中心環(huán)境的最佳相對濕度范圍是45%~50%。相對濕度過高時,濕氣腐蝕開關電路,引起功能失效和設備故障。而當相對濕度過低時,會產生干擾設備正常運行的靜電放電。由于數(shù)據中心一般是需要全年365×24小時不間斷制冷,所以更易產生較低的相對濕度。
舒適性空調一般沒有濕度控制,則很難保持數(shù)據中心穩(wěn)定的相對濕度。如果增加了必要的控制和部件,那么它們必須作為一個完整系統(tǒng)運行。精密空調有多種運行模式,可以提供適當比率的制冷、加濕和除濕,更適合于對濕度控制精度要求較高的數(shù)據中心。
4.防止灰塵等污染物
即使少量的灰塵或其他顆粒,也會損壞存儲媒介和電子元件。大多數(shù)舒適性空調采用住宅型空氣過濾器,過濾效率僅為10%,這對于數(shù)據中心環(huán)境而言是遠遠不夠的。精密空調的過濾器具有更高效的內部過濾腔,其效率可達20%-30%,且符合ASHRAE標準。
5.高效的不間斷制冷
大多數(shù)寫字樓內使用的舒適性空調每天平均要運行8小時,每周運行5天。假設僅在夏季月份有制冷要求,則相當于每年要運行約1,200小時。
不管外部環(huán)境如何,大多數(shù)數(shù)據中心要求每年365天、每天24小時的不間斷散熱。
精密空調及其部件設計滿足高標準的制冷需求。當精密空氣調節(jié)機組內其他部件可根據需求開啟或關閉時, 風機系統(tǒng)則需要每年8,760小時地持續(xù)運行。
此外,帶有室外熱交換器的舒適性空調,當外部環(huán)境溫度降至32°F以下時,由于壓力過低,一般不能運行。但是精密空調可在-30°F的條件下正常運行,而乙二醇制冷系統(tǒng)在-60°F的條件下正常制冷。
6.較低的運營成本
由于基礎工程、設計和設備存在差異,因此,舒適性空調與精密空調的初期投資費用不能反映全部問題。較為精確的比較,是考慮兩個系統(tǒng)運營成本的差異。
舒適性空調每年的運營成本比精密空調的運營成本高出$243/每冷噸顯冷量。這和業(yè)界普遍認同的原則一致,即舒適性空調3冷噸制冷量相當于精密空調2冷噸制冷量。
7.增強服務與支持
精密空調的部件冗余比舒適性空調的要多,以保證其出現(xiàn)某些故障時仍能繼續(xù)運行。此外,精密空調是由廠方培訓的服務工程師進行安裝,他們更熟悉數(shù)據中心的需求和敏感性。制造商可提供對精密空調24小時緊急服務和預防性維護服務。
總之,精密空調具有高效率、高可靠性和靈活性的特點,能滿足數(shù)據中心和其他高可用性計算機機房日益增加的散熱、濕度控制、過濾及其他方面的要求。
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