数据中心常用制冷解决方案
数据中心常见的制冷方式__概述及解释说明
数据中心常见的制冷方式概述及解释说明1. 引言1.1 概述数据中心是现代社会不可或缺的基础设施，用于存储、处理和传输大量的数据。
然而，随着计算机和服务器的不断发展，它们所产生的热量也越来越多，对数据中心进行有效的制冷成为了一项迫切需要解决的问题。
各种制冷方式因此应运而生，以确保数据中心能够正常运行并保持理想的工作温度。
1.2 文章结构本文将首先对常见的数据中心制冷方式进行概述及解释说明。
然后在接下来的章节中详细介绍每种制冷方式的原理、应用以及优缺点，并进行比较与分析。
最后，文章将展望未来发展趋势并给出结论。
1.3 目的本文旨在提供关于数据中心常见制冷方式的全面介绍，并对每种方式进行详细解释说明。
读者可以通过本文了解到不同制冷方式之间的差异和适用场景，帮助其选择合适的方案来满足自己数据中心制冷需求。
同时，本文也为进一步研究和改进数据中心制冷技术提供了一定程度的参考。
2. 常见的制冷方式2.1 空调制冷方法空调制冷是目前使用最广泛的一种数据中心制冷方式。
它采用了压缩循环制冷系统，利用制冷剂进行热量的吸收和释放。
该方法通过将新鲜空气进入数据中心并经过过滤、降温后供应给设备以保持其正常工作温度。
在此过程中，空调系统将热量排出建筑物外部或转移到其他区域。
2.2 液冷制冷方法液冷制冷方法是另一种常见的数据中心制冷技术。
与空调制冷不同，液冷系统通过将液体直接引入数据中心设备或机架内部来实现散热。
这些液体可以是水或者具有良好热传导性能的液态金属（如液态铜）等。
利用此方法，数据中心可以更高效地移除设备产生的热量。
相较于空调制冷方式，液态散热具有更高的换热效率和更少的能量消耗。
2.3 相变材料制冷方法相变材料制冷是一种新兴而有潜力的数据中心制冷技术。
相变材料是一种可以在特定温度范围内完成相变（如固态到液态）的物质。
当相变材料吸收热量时，它会发生相变并储存大量的热能。
而当环境温度下降时，相变材料会释放储存的热量从而保持设备的正常工作温度。
数据中心制冷和节能技术
经济问题
建设成本高
建设一个新的数据中心需 要大量的资金投入，包括 购买服务器、网络设备、 冷却设备等。
运营成本高
数据中心需要耗费大量的 电力来维持运行，同时还 需要支付高额的冷却费用 和设备维护费用。
投资回报率低
由于数据中心的运营成本 高，导致投资回报率较低 ，这也是一个经济问题。
环境影响
要点一
为了提高冷却效率，一些改进的直接空调冷却系统采用了分 区冷却的概念，根据设备的位置和发热量来分配冷空气。此 外，一些系统还配备了温度传感器和控制器，以实现更精确 的冷却控制。
热管冷却
热管是一种高效的热传导器件，它可以将热量从一端传导 到另一端。在数据中心中，热管通常用于将服务器的热量 传导到散热器或冷凝器中。
03
数据中心制冷和节能技术的发展 趋势
高效化
提高制冷效率
采用高效制冷设备和技术，如冷凝器、 压缩机、冷却塔等，提高数据中心的制 冷效率。
VS
优化气流组织
通过合理设计机房布局和气流组织，减少 冷却死区和热量聚集，提高数据中心的冷 却效率。
绿色化
01
02
03
使用可再生能源
利用太阳能、风能等可再 生能源为数据中心提供电 力，降低碳排放。
云计算中心的制冷需求与大型数据中 心类似。它们需要专业的数据中心冷 却设备来满足服务器的散热需求。这 些设备通常使用液体冷却、热管技术 等高效冷却技术来移除服务器产生的 热量。此外，云计算中心也使用高效 的服务器硬件和能源管理软件来降低 电力消耗。
云计算中心也积极采用各种节能技术 。例如，它们使用动态电压调节（ DVR）技术来降低服务器的电压，从 而减少电力消耗。此外，云计算中心 也使用高效的服务器硬件、绿色能源 技术以及能源管理软件来降低电力消 耗。
互联网数据中心(IDC)空调系统解决方案
互联网数据中心（IDC）空调系统解决方案——机房气流组织
液体冷却包
这种模块化制冷方案属于“冰 箱式制冷”。 在密闭机箱的侧面安装液体冷 却包，热空气通过液体冷却包 循环出冷空气给设备直接制冷 。这种模块化制冷方案兼顾了 温度、湿度、运行速度、空气 流量、气流方向和电能损耗等 各个参数，提供了各种冷却方 案，其中机柜液体冷却系统以 及直接面向CPU的高效液冷系 统。
互联网数据中心（IDC） 空调系统解决方案
互联网数据中心（IDC）建设标准与规范
互联网数据中心（IDC）建设等级与要求
互联网数据中心（IDC）建设等级与要求
互联网数据中心（IDC）空调系统解决方案——冷源 冷源的选择
1.在小型数据中心中推荐采用分散冷源的机房空调系统
分散冷源
风冷式 直接蒸发机房空调系统
1.冷热通道分离送风方式
目前，较为普遍的做法 是将机柜按热通道和冷通道 的方法布局，将冷热通道分 离开来。采用活动地板下送 风方式，所有空调产生的冷 量均由冷通道进入机房并被 机柜吸入，对服务器进行冷 却后由服务器排风扇将热量 排入热通道，最后被吸入空 调机，这样组成一个完整的 冷热对流循环。
互联网数据中心（IDC）空调系统解决方案——机房气流组织
水平送风单元
列间制冷的布置方式
互联网数据中心（IDC）空调系统解决方案——机房气流组织
3.机架机柜液体冷却
机架机柜 液体冷却系统
水冷背板
液体冷却包
冷水分配单元
互联网数据中心（IDC）空调系统解决方案——机房气流组织
此种系统投资相对比普通机房空调的投资额要高数倍，另 外还有意外漏水等弊端。 但是随着IDC机柜功率密度不断增加，当达到20kw/rack 以上时，传统的冷却方法和技术的使用已经受到了的严重 制约。 液体冷却作为是数据中心最新的制冷技术，正在逐渐被接 纳并应用。
IDC数据中心空调制冷
通电前检查
确认电源线路连接正确，无短 路或断路现象。
功能测试
分别测试空调的制冷、制热、 送风等功能，确保各项功能正 常运行。
验收记录
详细记录调试过程中的各项数 据和结果，作为验收依据。
04
空调系统运行维护与保养
定期检查项目清单
检查冷却水系统压 力、温度、流量等 参数
检查空气处理机组 过滤器清洁度，及 时更换
冷却塔/冷却水系统
用于冷却制冷主机产生的热量，通过水循环 将热量带走。
控制系统
监测室内环境参数和制冷系统运行状态，实 现自动调节和远程控制。
制冷方式分类与特点
风冷式制冷
通过空气冷却制冷主机，适用于小型数据中心或室外环境。 具有结构简单、维护方便等优点，但制冷效率相对较低。
水冷式制冷
通过水冷却制冷主机，适用于中大型数据中心。具有制冷效 率高、噪音低等优点，但需要配备冷却塔或冷却水系统。
将数据中心产生的余热回收利用， 用于供暖、热水等，提高能源利用 效率。
未来发展趋势预测
智能化发展
模块化设计
结合人工智能、大数据等技术，实现制冷系 统的自适应调节和智能运维。
制冷设备将趋向模块化设计，方便快速部署 和扩展。
高效能、低能耗
多元化能源利用
随着技术进步和环保要求提高，未来制冷系 统将更加高效、节能。
探讨智能化监控技术在提高空调系统性能、降低能耗等方面的应用前景和挑战。
06
空调制冷新技术发展趋势
新型制冷技术介绍及优缺点分析
自然冷却技术
利用自然环境条件（如低温空气 或水）进行数据中心的冷却。优 点是能效高、环保，缺点是受地
理位置和气候条件限制。
液冷技术
使用液体（如矿物油、氟化液等） 作为冷却介质，直接或间接与IT 设备接触，带走热量。优点是散 热效率高、噪音低，缺点是系统
机房建设中空调制冷的解决方法
机房建设中空调制冷的解决方法标签: 数据中心机房数据中心机房空调面对高密度机房的发展趋势，配置连续制冷设施，以在停电和冷水机组重启期间维持设备运行，保护设备安全，己是建设方和设计单位必须考虑的重要问题，目前各方都在积极探索和实施。
同时随着高密度机房的不断规划建设，预计也将出现更多的解决方案，以满足高密度机房连续制冷的需求。
当制冷系统停止时，根据数据中心机房装机密度的不同，机房的温度上升幅度不一。
在以往传统的机房，由于单机柜用电量较小，制冷系统停止后，仍有较长一段时间能维持设备正常运行。
例如：在一个单机柜1.2KW的机房，制冷系统停止10分钟后，温度将上升10.5℃，机房管理人员可以有时间启用备用发电机或关闭服务器设备。
但随着机房装机密度的提高，温度上升变得非常迅速，据INTEL实验分析，一个单机柜用电量约9KW的数据中心机房，一旦制冷系统停止运行，温度从22℃上升40℃只需要18秒，上升到57℃只需要35秒。
而一旦超过32℃，IT设备就会出现故障，温度继续升高，计算机设备将会停止运行，甚至损坏。
因此，对于高密度的机房，配置一个不间断的制冷系统就变得非常必要。
机房环境监控一对高密度机房连续制冷的定义面对上述情况，国外数据中心领域的一些机构进行了研究，在UPTIME协会研讨高密度机房连续制冷系统的白皮书中，将制冷系统分为ABC三个等级，A级为不间断制冷系统：不间断制冷系统需要为精密空调的风机、二次泵配置UPS，并增加蓄冷罐；B级为连续制冷系统：连续制冷系统需要为精密空调的风机、二次泵配置UPS，但不增加蓄冷罐；C级为可中断的制冷系统：即对制冷系统不配置任何UPS设备，在电源故障时停止制冷系统。
UPTIME 对制冷系统进行分级定义，并提供了几种解决方案。
二高密度机房连续制冷的几种解决方案对于高密度机房而言，采取何种措施在电力故障发生的间歇，维持制冷系统的运行，或是部分运行呢？UPTIME组织和有关厂商提出了几种解决方案。
数据中心常见冷却方式介绍(4)：双冷源精密空调机组
数据中心常见冷却方式介绍（4）：双冷源型精密空调系统数据中心机房内部温湿度环境的控制要依靠室内空调末端得以实现，机房空调具有高效率、高显热比、高可靠性和灵活性的特点，能满足数据中心机房日益增加的服务器散热、湿度恒定控制、空气过滤及其他方面的要求。
随着不同地域PUE的严苛要求以及高密度服务器的广泛应用，数据中心新型的冷却方式被越来越开发及使用。
下面分别介绍几种数据中心传统与新型的冷却方式。
1. 双冷源精密空调系统组成
双冷源精密空调配置两套不同/独立的制冷盘管组成，本文主要介绍风冷直接蒸发式/冷冻水型双冷源精密空调机组，机组组成如下图所示。
机组主要由框架、室内EC风机、控制系统、进出风温湿度传感器、冷冻水盘管、电磁两通调节阀（电动球阀）、冷冻水管路；氟利昂蒸发器盘管、冷凝器盘管、压缩机、节流阀、干燥过滤器、氟利昂管路等组成。
图1 双冷源精密空调机组结构图
2.系统运行控制原理图
该机组由风冷直接蒸发制冷系统和冷冻水盘管组成。
机组正常运行时优先使用冷冻水系统，当冷冻水系统无法满足制冷需求（回风温度、出风温度持续偏高）或冷冻水系统故障（冷冻水中断、冷冻水供水温度持续偏高）时，机组控制器自动启动风冷直接蒸发制冷系统。
水冷双冷源系统与风冷双冷源系统结构类似，只是冷凝器的冷却方式不同，具体差异可查看前几篇文章。
3.产品特点及应用
（1）一般核心IT设备机房会配置双冷源精密空调，提高制冷的连续性。
（2）设备投资成本较高，提高了制冷安全系数。
（3）由于在同一框架内安装两套盘管，体积较大，设备重量较大，对空间及荷载有较高要求。
数据中心(IDC机房)常见冷却方式介绍
数据中心常见冷却方式介绍数据中心机房内部温湿度环境的控制要依靠室内空调末端得以实现，机房专用精密空调具有高效率、高显热比、高可靠性和灵活性的特点，能满足数据中心机房日益增加的服务器散热、湿度恒定控制、空气过滤及其他方面的要求。
数据中心传统冷却方式主要有：风冷型直接蒸发式空调机组、水冷型直接蒸发式空调机组、冷冻水型空调系统、双冷源空调系统。
传统数据中心冷却方式存在传热效率低、局部热点难以消除以及制冷系统能耗大等问题。
针对常规机房能耗较高及使用局限性的问题，数据中心行业新型的冷却方式被越来越开发及使用。
新型的冷却方式有：风侧自然冷却技术、水侧自然冷却技术和热管自然冷却技术等。
下面分别介绍这几种数据中心传统与新型的冷却方式。
1. 风冷型直接蒸发式空调系统风冷型直接蒸发式空调系统如图一所示，机组主要有框架、压缩机、蒸发器、冷凝器、电子调节阀、室内风机、室外风机、机组控制系统、温湿度传感器等组成室外侧翅片换热器作为冷凝器，室内侧翅片换热器作为蒸发器，压缩机排出的制冷剂高温气体在室外侧翅片换热器冷凝成液体后，经膨胀阀节流降压成为低温气液混合体，再流入室内侧翅片换热器，吸收热量蒸发后回到压缩机，完成一个制冷循环; 同时，从室内来的回风经过室内侧蒸发器后则被冷却降温，处理后的冷风由室内侧风机再送入室内。
2. 水冷型直接蒸发式空调系统水冷型直接蒸发式空调系统，室内机配置水冷冷凝器，由室外冷却塔提供冷却水。
机组冷凝器、蒸发器均在室内机组内，制冷循环系统管路短。
风冷型与水冷型直接蒸发式空调系统的主要区别在于冷凝器的冷却方式。
所有机组的冷却水可以做到一个系统当中，由水泵为冷却水循环提供动力。
3. 冷冻水型空调系统冷冻水型精密空调系统一般由冷水机组、冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵、冷冻水型精密空调、管路及附件组成。
冷冻水型空调机组，采用冷水机组或板式换热器提供冷冻水，对机房进行温湿度控制。
冷冻水型精密空调具有高能效、结构紧凑、可远距离输送冷量的特点。
数据中心常用的制冷项目解决方案V111
数据中心常用的制冷项目解决方案V111随着云计算和大数据等技术的快速发展，数据中心的数量和规模也在不断扩大。
在数据中心的运营中，制冷系统是非常重要的一部分，它不仅关系到设备的稳定运行，还直接影响能源消耗和成本。
为了满足数据中心的制冷需求，我们提出了一种常用的制冷项目解决方案V111。
关键词：数据中心、制冷项目、解决方案、V111在数据中心的运营中，制冷系统是不可或缺的一部分。
传统的制冷系统通常采用风冷、水冷和间接液体冷却等方式，但是这些方式在冷却效率、能源消耗和成本等方面存在一些问题。
为了解决这些问题，我们提出了一种常用的制冷项目解决方案V111。
V111制冷项目解决方案采用了先进的间接液体冷却技术，可以将数据中心的PUE值降低到1.05以下，从而大大提高冷却效率和能源利用率。
同时，该方案还采用了智能控制系统和节能模式，可以根据实际需要自动调节冷却流量和温度，从而进一步降低能源消耗和成本。
V111制冷项目解决方案具有以下优点：1、冷却效率高：采用间接液体冷却技术，冷却效率比传统风冷、水冷方式更高。
2、能源消耗低：智能控制系统和节能模式可以自动调节冷却流量和温度，从而降低能源消耗和成本。
3、维护方便：采用模块化设计，便于安装和维护。
4、环境适应性强：可以在不同的环境和气候条件下运行，适应性强。
5、可扩展性好：可以灵活扩展制冷容量，满足未来业务发展的需求。
在实际应用中，V111制冷项目解决方案已经得到了广泛的应用。
例如，某大型互联网公司的数据中心采用了该方案，将PUE值降低到了1.05以下，每年可以节省大量的能源成本。
该方案还具有灵活扩展的特点，可以满足未来业务发展的需求。
总之，V111制冷项目解决方案是一种先进、可靠、经济的数据中心制冷方案，具有广泛的应用前景。
随着云计算和大数据等技术的不断发展，数据中心的规模和数量将会不断扩大，V111制冷项目解决方案将会成为未来数据中心制冷领域的重要发展方向。
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小型数据中心制冷解决方案
空调机型号
SD(U)A0151
总冷量（Kw）
5.5
总显冷量（Kw）
5.2
总风量（m3/h） 1580
SD(U)A0251 7.7 6.1 1580
SD(U)A0331 9.3 7.4 1950
SD(U)A0351 12 10.4 3020
空调机型号
SUA0501
总冷量（Kw）
15.4
总显冷量（Kw） 14.9
总风量（m3/h） 4700
● 6种规格产品
SDA0501 15.4 15.4 4940
SUA0601 18 15.9 4700
SDA0601 18.1 16.3 4940
数据中心常见制冷方式对应空调类型
风冷型空调机组
1、房间级风冷型空调机组
中大型数据中心制冷解决方案
数据中心常用的制冷解决方案
施耐德电气信息技术（中国）有限公司 华东区售前技术工程师 韩超
主要内容
● 数据中心13种散热方法
● 数据中心常见制冷方式对应空调类型
风冷型空调机组 水冷型空调机组 乙二醇/乙二醇自然冷却型空调机组 冷冻水型空调机组 双冷源型空调机组 冷水机组 自然冷却空调机组 顶置空调机组
TUAV0721
总冷量（Kw）
26
总显冷量（Kw） 26
空调机型号
TDAV0721
总冷量（Kw）
26
总显冷量（Kw） 26
总风量（m3/h） 8220
TUAV0722 26 26
TDAV0722 26 26
8220
TUAV0921 31.8 30.2
TDAV0921 31.8 30.2 8220
TUAV0922 31.8 30.2
TDAR1121 38.7 38.7 11710
TUAR1122 38.7 38.7
TDAR1122 38.7 38.7 11710
TUAR1321 42.4 42.4
TDAR1321 42.4 42.4 11710
TUAR1322 42.4 42.4
TDAR1322 42.4 42.4 11710
压缩机制冷，带制冷剂 风冷室外机安装在室外或楼顶 室外机一般不高于室内机20米 室外机一般不低于室内机5米 室内外管路长度推荐小于60米
优点：系统简单，总体成本低，维护方便 缺点：冷媒管路需现场安装铺设且对安装距离有一定限制，
多台室内空调机组不可共用一台冷凝器
数据中心常见制冷方式对应空调类型
风冷型空调机组
总冷量（Kw）
51.8
总显冷量（Kw） 51.8
总风量（m3/h） 16030
TUAV1622 58.9 58.4
TDAV1622 58.9 58.4 16030
TUAV1822 65.8 61.5
TDAV1822 65.8 61.5 16030
TUAV2202 81.5 78.6
TDAV2202 81.5 78.6 22000
空调机型号
TUAR0721
总冷量（Kw）
26
总显冷量（Kw） 26
空调机型号
TDAR0721
总冷量（Kw）
26
总显冷量（Kw） 26
总风量（m3/h） 8180
TUAR0722 26 26
TDAR0722 26 26
8180
TUAR0921 31.8 30.2
TDAR0921 31.8 30.2 8180
TUAR0922 31.8 30.2
TDAR0922 31.8 30.2 8180
TUAR1021 35.3 32.2
TDAR1021 35.3 32.2 8180
TUAR1022 35.3 32.2
TDAR1022 35.3 32.2 8180
● 直驱后曲离心送风机 ● 19种规格产品
TUAR1121 38.7 38.7
TUAV3002 103.3 97.6
TDAV3002 103.3 97.6 23000
TUAV2242 74
66.8 TDAV2242
76.3 75.1 22000
TUAV2522 85.6 73.3
TDAV2522 88.6 82.3 23000
TUAV2842 92
77.9 TDAV2842
TUAR2202 81.5 78.6
TDAR2202 81.5 78.6 23200
TUAR3002 103.3 97.6
TDAR3002 103.3 97.6 26000
TUAR2242 74
66.8 TDAR2242
76.3 75.1 22000
TUAR2522 85.6 73.3
TDAR2522 88.6 827.9 TDAR2842
95.7 89.7 23500
TUAR3342 105.1 85.8
TDAR3342 109.3 96 23500
数据中心常见制冷方式对应空调类型
风冷型空调机组
1、房间级风冷型机房空调
中大型数据中心制冷解决方案
● EC节能送风机 ● 19种规格产品
空调机型号
TDAV0922 31.8 30.2 8220
TUAV1021 35.3 32.1
TDAV1021 35.3 32.2 8220
TUAV1022 35.3 32.1
TDAV1022 35.3 32.1 8220
TUAV1121 39 39
TDAV1121 39 39
12320
TUAV1122 39 39
数据中心13种散热方法
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主要内容
● 数据中心13种散热方法
● 数据中心常见制冷方式对应空调类型
风冷型空调机组 水冷型空调机组 乙二醇/乙二醇自然冷却型空调机组 冷冻水型空调机组 双冷源型空调机组 冷水机组 自然冷却空调机组 顶置空调机组
数据中心常见制冷方式对应空调类型
风冷型空调机组
空调机型号
TUAR1422
总冷量（Kw）
51.6
总显冷量（Kw） 51.6
空调机型号
TDAR1422
总冷量（Kw）
51.6
总显冷量（Kw） 51.6
总风量（m3/h） 15600
TUAR1622 58.8 57.6
TDAR1622 58.8 57.6 15600
TUAR1822 65.8 60.5
TDAR1822 65.8 60.5 15600
TDAV1122 39 39
12320
TUAV1321 42.8 42.8
TDAV1321 42.8 42.8 12320
TUAV1322 42.8 42.8
TDAV1322 42.8 42.8 12320
空调机型号
TUAV1422
总冷量（Kw）
51.8
总显冷量（Kw） 51.8
空调机型号
TDAV1422