数据中心(IDC机房)常见冷却方式介绍
机柜降温冷却的方案
机柜降温冷却的方案随着科技的不断发展，计算机和服务器的性能也在不断提升，但同时也带来了更高的功耗和散热问题。
机柜作为计算机和服务器的集中存放地，其散热问题尤为突出。
为了保证计算机和服务器的正常运行，降低机柜内部的温度是非常重要的。
机柜降温冷却的方案有多种，下面将介绍几种常见的方法。
1. 空调降温空调是最常见也是最直接的机柜降温方案。
可以将空调系统直接连接到机柜上，通过冷却空气吹入机柜内部，降低机柜内部的温度。
空调降温的优点是降温效果好，可以确保机柜内部的温度始终在合适的范围内。
但空调降温也存在一些缺点，比如能耗较高、成本较高，需要定期维护和清洁。
2. 风扇散热风扇散热是一种简单且常用的机柜降温方案。
通过在机柜内部安装风扇，将热空气排出机柜，同时引入新鲜的冷空气。
风扇散热的优点是成本低、安装方便，但对于大功率的计算机和服务器来说，散热效果可能不理想。
3. 水冷降温水冷降温是一种较为高级的降温方案。
通过在机柜内部安装水冷系统，将热量传递给冷却介质，再通过水泵将热量带走。
水冷降温的优点是散热效果好，可以满足高功耗设备的降温需求。
但水冷降温也存在一些缺点，比如成本较高、维护和管理较为复杂。
4. 热交换器降温热交换器降温是一种利用空气或水介质进行热量交换的降温方案。
通过在机柜内部安装热交换器，将机柜内部的热量传递给外部的冷却介质，实现降温的效果。
热交换器降温的优点是散热效果好，且不需要消耗额外的能源。
但热交换器的安装和调试较为复杂，需要合理设计和布局。
5. 热管散热热管散热是一种利用热管进行散热的降温方案。
热管是一种内部充满工作介质的管道，可以将热量从热源传递到散热器，通过散热器将热量散发出去。
热管散热的优点是成本低、散热效果好，适用于小型机柜和低功耗设备。
但对于大功率设备来说，热管散热可能不够高效。
在选择机柜降温冷却方案时，需要综合考虑设备功耗、散热需求、成本以及维护和管理的复杂性。
不同的场景和需求可能适用不同的降温方案。
IDC数据中心空调制冷ppt
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应对措施
为降低数据中心空调制冷的环境影响，可以采取多种措施，如采用高效节能设备、优化冷 却方式、实施能源管理策略等。同时，合理规划数据中心的布局和规模，避免过度建设也 是非常重要的。
05
IDC数据中心空调制冷的维护与管理
日常维护及保养
定期清洁
定期清理空调滤网和内部部件，保 持设备清洁，防止灰尘和污垢堆积 。
随着云计算、大数据等技术的不断发展，IDC数据中心的 市场规模将继续扩大，为空调制冷设备提供更多的应用 场景和发展机会。
技术创新将成为竞争焦点
未来IDC数据中心的空调制冷设备企业将更加注重技术创 新和研发，推出更加高效、节能、环保的产品和服务， 以满足用户的需求和提高市场竞争力。
与其他系统集成将成为趋势
03
IDC数据中心空调制冷系统
空调制冷系统的组成及工作原理
空调制冷系统的组成
主要包括压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器等部件。
工作原理
基于热力学原理，通过制冷剂在压缩机、冷凝器和蒸发器之间的循环，实现 制冷效果。
空调制冷系统的分类及特点
风冷系统
采用空气作为冷却介质，适用于小型数据中心。
• 特点
结构简单、维护方便，但冷却效率相对较低。
对维护人员进行专业培训，提高 维护技能和水平，确保维护人员 具备相应的资质和技能。
建立备品备件管理制度，确保在 设备出现故障时能够及时更换备 件，缩短设备停机时间。
建立设备监测系统，实时监测设 备的运行状态和参数，及时发现 潜在故障和隐患，采取预警措施 进行预防。
数据中心机房冷通道原理
数据中心机房冷通道原理1. 引言1.1 数据中心机房冷通道原理数据中心机房冷通道是一种提高数据中心机房能效的重要技术手段，其原理主要是通过将冷气集中送入机架前方，形成冷通道，从而减少对整个机房进行冷却的能量消耗。
冷通道能够有效降低机房的温度，提高设备的运行效率，延长设备的使用寿命。
在数据中心机房中，冷通道的作用主要是将冷气直接送至机架前方，提高空气流通效率，降低能量消耗。
冷通道的设计原理包括通过合理布置空调设备和通风口，控制空气流动方向，形成有效的制冷系统。
冷通道的构成要素包括空调设备、风扇、隔板等，通过它们的协同作用实现对机房温度的控制。
冷通道的优势主要体现在节能环保、设备稳定性提高、运行成本降低等方面。
在数据中心机房中，冷通道被广泛应用于高密度设备的部署、大规模数据中心等需要高效制冷的场景中。
未来，随着数据中心规模的不断扩大和能效要求的提高，冷通道将继续发展壮大。
通过不断改进设计和技术，冷通道有望实现更高效的制冷效果，为数据中心的稳定运行提供更有力的支持。
2. 正文2.1 冷通道的作用冷通道是数据中心机房设计中的重要概念，其作用主要体现在以下几个方面：1. 降低能耗：冷通道可以将冷却空气直接送至服务器的吸入口，避免了与热空气混合，提高了冷却效率，从而降低了能耗。
相比于传统的混合式冷却方式，冷通道可节省大量能源。
2. 提高散热效率：冷通道的设计可以有效地减少热空气对服务器的影响，确保服务器能够在适宜的温度下工作。
这不仅可以提高服务器的性能，还可以延长其使用寿命。
3. 优化空间利用：冷通道设计可以使数据中心机房内部空间得到更有效的利用，减少了各种设备之间的干扰，提高了数据中心的整体运作效率。
4. 提高数据中心的可靠性：通过冷通道设计，可以有效降低服务器发生过热故障的风险，提高数据中心的稳定性和可靠性，保障数据的安全性和完整性。
冷通道在数据中心机房中具有重要的作用，不仅可以降低能耗，提高散热效率，优化空间利用，还可以提高数据中心的可靠性，为数据中心的持续运行提供了重要保障。
数据中心各空调系统对比
数据中心各空调系统对比数据中心各空调系统对比⒈引言数据中心是存储、处理和传输大量重要数据的关键设施。
在数据中心中，温度和湿度的控制对于设备的稳定运行和数据的安全非常重要。
因此，选择合适的空调系统对数据中心的运行至关重要。
本文将对不同的空调系统进行详细对比，并提供有关每种系统的优缺点，以及适用的场景和建议。
⒉传统冷水空调系统传统冷水空调系统使用冷水循环来调节数据中心的温度。
它由压缩机、冷凝器、蒸发器和冷水循环组成。
主要特点包括：- 优点：广泛应用于传统数据中心，成熟可靠。
具有较强的制冷能力和出色的温度控制能力。
- 缺点：能耗高，运行成本较高。
需要占用较大的空间。
维护较为复杂。
⒊精密空调系统精密空调系统提供高精度的温度和湿度控制，适用于对环境要求非常严格的数据中心。
主要特点包括：- 优点：高精度温湿度控制。
高效节能。
可靠稳定。
适用于大型数据中心。
- 缺点：价格较高。
需要专业维护与管理。
⒋直接膨胀空调系统直接膨胀空调系统通过直接用冷却剂对空气进行冷却来调节温度。
主要特点包括：- 优点：安装简便，占用空间小。
成本较低。
节能。
- 缺点：温度控制相对较差。
适用于中小型数据中心。
⒌风冷空调系统风冷空调系统利用冷却风进行温度调节。
主要特点包括：- 优点：安装简便，不需要水源。
适用于较小规模的数据中心。
- 缺点：效率较低。
温度调节相对困难。
需要排气和换气设备。
⒍混合空调系统混合空调系统结合了传统冷水空调系统和直接膨胀空调系统的特点。
主要特点包括：- 优点：灵活性较高。
适用于多样化需求和不同规模的数据中心。
- 缺点：价格较高。
需要更复杂的设计和维护。
⒎结论选择合适的空调系统对于数据中心的稳定运行至关重要。
根据数据中心的规模、需求和预算等因素，可以选择传统冷水空调系统、精密空调系统、直接膨胀空调系统、风冷空调系统或混合空调系统。
⒏附件本文档涉及附件，请参阅附件部分。
⒐法律名词及注释本文档中涉及的法律名词及其注释请参照相关法律和法规。
数据中心机房冷却塔供冷选型与工况分析
本文分析了冷却塔供冷的关键因素，如热工曲线、湿球温度、工况切换点等，得出以下结论，为数据中心节能设计提供参考依据。
·冷却塔供冷按冬季工况选取，夏季校核，结合夏季工况灵活配置；·冬季供冷以小于冷却塔的额定流量来获取较低出水温度，延长冷却塔供冷时间；·冷却水泵应设变频，适应管网特性曲线变化等设计方法。
01冷却塔供冷冷却塔供冷分直接供冷与间接供冷两种，由于直接供冷需室外冷却水直接进入空调末端，水质不佳时极易引起末端堵塞，而影响系统运行，工程中大多数采用间接供冷系统（开式冷却塔+板式换热器），即与冷水机组并联或串联一台板式换热器。
冷水机组与板式换热器并联，湿球温度达到一定值时，由板式换热器提供全部冷量，关闭冷水机组，使冷却水和冷冻水分别进入板式换热器，冷却塔做为冷源，达到完全自然冷却，但并联形式不能采用部分自然冷却；冷水机组与板式换热器串联，冷水串联经过板式换热器与冷水机组，过渡季节用冷却塔出水先预冷冷水回水，再进入冷水机组制冷，减小主机能耗，得到可观的部分自然冷却时间，仅额外增加水在板式换热器内的输送能耗。
为充分利用部分自然冷却，北方地区数据中心往往选择冷水机组与板式换热器串联这种组合形式，见图1，本文讨论也是基于这个系统。
图1冷却塔供冷系统原理图02 负荷侧系统设计2.1冷负荷数据中心主要由服务器、UPS等散热转化而成的显热负荷，几乎没有潜热负荷，冬夏季冷负荷相差不大，冷却水流量大致在80%~100%内变化；末端干工况运行，冷负荷按显热负荷考虑。
2.2冷水供水温度数据中心考虑采用温湿度独立控制方案，由高温冷水处理显热负荷，新风进行独立的加湿或除湿。
冷水供水温度取值，直接受机柜进风温度取值的影响。
ASHARE推荐的机柜进风温度宜取20~25℃，允许范围是18~27℃。
考虑到空气-水换热器空气侧阻力降的影响，送风温度与冷水供水温差取8℃，可有多种供水温度与送风温度组合，常用的有送风温度20 ℃，冷水供回水温度为12/18℃；送风温度23℃，冷水供回水温度为15/21℃。
数据中心IDC机房暖通系统常见的安全保证措施冗余、连续制冷
数据中心(IDC机房)暖通系统常见的安全保证措施目录0、前言 (1)1、设备冗余 (1)2、管路设置及检漏 (2)3、连续供冷 (3)4、供水保证 (4)5、水处理 (4)6、抗震 (4)7、连锁与自动控制 (5)0、前言大型数据中心用的空调冷却系统，系统复杂，影响空调运行安全的因素也很多，比较常见的有设备故障、管路故障、断电、停水、水质问题、地震、误操作等。
针对这些影响因素，会采取一些安全保证措施，如设备冗余、管路设置及检漏、连续供冷、供水保证、水处理、抗震、联锁与自动控制等。
1、设备冗余具有足够的设备冗余量以进行维护是解决数据中心空调系统中出现设备故障的主要安全保证措施。
设备配置为N + X (1- X)或2N配置，具体冗余配置根据数据中心建设等级确定。
我国的数据中心建设等级分级标准按《数据中心设计规范》GB50174-2017执行，根据数据中心运行中断所导致的危害程度将数据中心划分为A、B、C三级，对不同等级的数据中心空调系统安全性要求见表1。
国内也有采用美国Uptime Institute（ UI）分级标准，其数据中心标准是按可利用性进行分级，将数据中心分为Tier I、口、田、IV四级，对不同个数据中心空调系统安全性要求见表2。
2、管路设置及检漏数据中心空调系统的管路架构决定了冷源与负荷之间的关系，因此管路架构应考虑实用性、经济性、可维护性、扩展性及可靠性等，其中可靠性尤其需要重视。
为了保证空调冷水的连续供给，避免单点故障，数据中心空调系统的管路架构通常会采用环形管网或双供双回方式。
这两种管路架构都具有高度可靠性，均有两个路由接入冷冻站，且保证每段管路可在系统不停运的情况下检修，避免单点故障带来的影响。
止矽卜，切断阀的可靠性也需要关注，因为切断阀要承担着隔离运行管路和检修管路的重要作用，所以在一些关键的节点上可设置双组切断阀。
数据中心还需要设置管路检漏系统，针对有可能发生故障引起水患的部位，都应设置检测和报警装置，强制排水设备的运行状态还应纳入监控系统。
机房空调选用风冷和水冷比较
鄂尔多斯云计算数据中心规划空调研究分析报告（数据中心工作专家组讨论稿）1鄂尔多斯云计算数据中心规划是以“云计算”技术为前提，立足目前技术现状，考虑未来可能的技术发展，结合鄂尔多斯市资源优势和劣势，站在整个园区整体的角度综合权衡（综合考虑整个园区在不同发展阶段、及其各种业务类型并紧扣云计算这个主题）作出的。
规划时并没有特别强调把整体PUE值作为衡量指标，而是希望通过能效比这样的衡量方法促进数据中心的高效运行。
但不论是PUE值还是能效比，都是一种后验式衡量方法，前期的规划只能设定一个目标，并不能做到与实际运行时严格保持一致。
2制冷方案的选择需区别机房内和机房外，机房内和机房外所使用的技术基本独立，机房内的服务器只要能得到所需要的冷风，并不介意机房外采用什么方式得到冷风。
常见成熟机房空调制冷技术大致有3种，（1）直接利用空气循环将冷风送入机房内，与传统的家庭用空调原理一致。
此称“风冷机组”；（2）利用冷媒将热带出机房外，在室外将冷媒降温再循环回室内。
根据室外冷却方式分为两种：a）利用风机将冷媒带出的热带走，此称作“风冷式冷液机组”；b）利用水塔蒸发将冷媒带出的热带走，此称作“水冷式冷液机组”。
3不论是从实作角度、业务类型角度、核心技术角度来看，现在所提的云计算与传统的IDC主机托管业务都有区别。
从技术上讲，IDC主机托管是非常低端的一类业务，它在未来相当长时间内仍然会很有市场，但无法与云计算技术提供的服务、解决的问题相比拟。
自然，在能耗上、运行效率上也会相对较差。
4任何工程领域的技术革新、技术改进，总会伴随相应的代价——或者带来建设/运行成本的增加，或者带来稳定性可靠性方面的问题，等。
工程建设只能重点考虑1，2个关键制约因素前提下兼顾其他方案的优选来做设计。
大型数据中心精密空调对应冷源形式的方案分析风冷自然冷却型与水冷型主机对比分析根据“云计算”的发展，大型数据中心建设的发展趋势体现为“集中性”和“高可靠性”和“绿色节能性”。
数据中心液冷原理
数据中心液冷原理
数据中心液冷技术是一种通过液体介质来散热的技术，常见的液体包
括水、油、液氮等。
其原理是利用液态介质传导热量，将热量从散热器中
的高温部件转移至散热器中的低温部件，使得CPU、内存和其他硬件能够
稳定运行。
在数据中心中，液冷技术的应用主要分为两类：单机液冷和机房液冷。
单机液冷指的是将液冷模块直接放置在单台服务器内部，通过散热模块对
部件进行散热。
机房液冷则是将液冷模块安装在机房内部，通过管道将液
体介质分配到每台服务器的散热模块中，使得机房内的所有服务器均能得
到液冷散热的优势。
与传统的风冷散热技术相比，液冷技术具有更高的散热效率和更低的
噪音。
液体介质的传导热量能力比空气高出很多，同时液冷系统中几乎没
有机械运动的部件，因此噪音也比风冷系统低得多。
此外，液冷系统中的
液体也具有很好的热容性能，能够在短时间内吸收和释放大量的热量，保
证了整个数据中心的稳定运行。
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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。
4.双冷源空调系统
风冷/冷冻水系统分别由风冷直接蒸发制冷系统和冷冻水盘管组成。
机组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或冷冻水中断时，机组控制器自动启动风冷型制冷系统。
水冷双冷源系统与风冷双冷源系统结构类似，系统由两个制冷盘管组成，由水冷直接蒸发制冷系统和冷冻水系统两个独立的制冷系统组成，通过控制器控制系统运行，两套系统互为备份。
5. 风侧自然冷却系统
直接新风自然冷却系统，即当外界空气满足数据中心的温度要求时，直接引进外界满足温度条件的外界空气或通过使用换热器使得室外冷风与室内热风进行换热对数据中心进行冷却，从而节省了制取冷源的功耗，提高了整个系统的能耗。
直接风侧自然冷却技术要求外界空气满足温湿度要求，因此需要添加过滤装置和加除湿设备满足数据中心环境对湿度、洁净度及污染物浓度的要求。
6. 水侧自然冷却系统
水侧自然冷却技术既包括直接利用自然环境中低温水的直接水侧自然冷却方式，还包括通过冷却塔或者干冷器利用冷空气获得低温水的冷却方式。
采用水
侧自然冷却方式时，冷水机组不再使用，大大降低制冷系统能耗，提升系统的整体能效。
在配备板式换热器的水侧自然冷却系统中，在室外空气湿球温度较低时，冷却水通过冷却塔塔后温度降低，与机房区高温冷冻水回水在板式换热器内进行热量交换，从而制取低温冷冻水，实现对数据中心的冷却。
7. 热管冷却系统
独立热管系统能通过热管提供冷量，无需机械制冷实现机房冷却。
典型的热管冷却系统由蒸发器、冷凝器、气管以及液管组成。
制冷剂在蒸发器中气化吸收室内传导过来的热量，后经气体总管输送至冷凝器散热冷凝为液体，在重力作用下流回蒸发器，再次蒸发吸热，完成热量输送过程，机房产生的热量通过热管系统传递给室外环境。
受到外界环境温度条件的限制，独立热管机组需要配合蒸汽压缩循环制冷系统使用。
8、总结
1）冷冻水型精密空调利用冷水机做为集中冷源，冷水机组能效较高；冷冻水型精密空调无室外机，其冷水机组的冷却塔集中放置，节省安装空间；冷冻水型精密空调的冷冻水输送采用水泵作为输送动力，可远距离输送冷冻水至各个机房空调。
2）更高效的冷冻水型末端设备比如顶置盘管、冷水背板等可近距离为机柜服务器精确制冷，大幅度提高冷源利用效率。
由于冷冻水盘管与机柜服务器距离过近，存在漏水影响机房安全的风险，目前应用范围较小。
3）间接式自然冷却技术占地面积和投资较大，自然冷却时间有限，目前更多采用直接空气侧自然冷却。
直接式自然冷却技术对室外环境的洁净度要求较高，在空气洁净的地区效果理想。
4）热管式自然冷却与空气侧自然冷却相比，不影响室内空气质量；与水侧自然冷却技术相比，由于内部为相变传热，传热效果及自然冷源利用率更高。
热管自然冷却技术是最具潜力的数据机房自然冷却方法。
5）水侧自然冷却技术是目前国内大中型数据中心最为普遍的自然冷却形式，与冷水机组配套使用。
水侧自然冷却技术不会对机房内环境造成影响，对外界空气环境要求不高，是数据中心节能的有效手段。
应用水侧自然冷却技术的板式换热器、冷水机组与冷冻水型精密空调的组合是目前大中型数据中心较高采用的一种绿色节能的制冷方式。