精密空調(diào)的環(huán)境控制性能

　　處理關(guān)鍵業(yè)務(wù)的計算機(jī)系統(tǒng)的有效可靠運(yùn)行是各個行業(yè)公司成功的重要要素。關(guān)閉計算機(jī)系統(tǒng)的成本很高，甚至短暫的中斷也會導(dǎo)致生產(chǎn)力，利潤和客戶信譽(yù)方面的潛在損失。處理關(guān)鍵業(yè)務(wù)的計算機(jī)系統(tǒng)不再局限于一個地方。現(xiàn)在，許多組織擁有多個數(shù)據(jù)中心，包括遠(yuǎn)程小型數(shù)據(jù)中心。

　　小型或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心在支持系統(tǒng)設(shè)計方面不能像大型數(shù)據(jù)中心那樣受到同樣的重視，即使由于系統(tǒng)故障而造成的損失很大。尤其是，環(huán)境控制可能不會受到太多關(guān)注：無論是由于快速增長(導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心“比支持系統(tǒng)增長得更快”)還是對敏感電子設(shè)備的散熱要求缺乏了解，一些用戶最終都試圖采用舒適空調(diào)系統(tǒng)為精密電子設(shè)備提供制冷。

　　結(jié)果是增加了受保護(hù)設(shè)備過早失效的風(fēng)險，并增加了必要的運(yùn)營成本。

　　機(jī)房的精密空調(diào)經(jīng)過專門設(shè)計，可滿足高熱密度電子負(fù)載的需求。由這種負(fù)載產(chǎn)生的顯熱高于一般的舒適環(huán)境，并且需要一年365天，每天24小時不間斷冷卻。電子設(shè)備對濕度變化更敏感，與一般舒適環(huán)境相比，對空氣質(zhì)量的要求更高。

　　通常，由于用于計算機(jī)室的專用空調(diào)的高昂的初始投資成本，客戶經(jīng)常選擇舒適的空調(diào)，并承擔(dān)由此引起的敏感電子設(shè)備的風(fēng)險。但是，由于精密空調(diào)是專門為高顯熱環(huán)境設(shè)計的，并且全年不間斷運(yùn)行，因此在整個使用壽命中的運(yùn)行成本低于舒適空調(diào)的運(yùn)行成本。因此，在同時考慮初始投資成本和運(yùn)營成本時，精密空調(diào)實際上是成本最低的解決方案。

　　精密VS舒適系統(tǒng)

　　數(shù)據(jù)中心可靠運(yùn)行所需的支持設(shè)備的規(guī)劃通常少于主要設(shè)備的考慮，尤其是對于較小的設(shè)施或偏遠(yuǎn)設(shè)施。與諸如服務(wù)器，操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)配置之類的領(lǐng)域相比，諸如環(huán)境控制，電源可靠性和支持關(guān)鍵計算機(jī)系統(tǒng)的有效監(jiān)視等領(lǐng)域受到的關(guān)注較少。但是，這些系統(tǒng)的性能不僅取決于網(wǎng)絡(luò)連接，還取決于電源和環(huán)境支持系統(tǒng)。

　　數(shù)據(jù)中心計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中電子組件的發(fā)熱和敏感性要求溫度，濕度，空氣流量和空氣清潔度保持在嚴(yán)格的限制內(nèi)。

　　恒溫恒濕空調(diào)是專門為此目的而設(shè)計的。在這種情況下，偶爾會使用舒適空調(diào)。但通常是因為人們很難區(qū)分舒適空調(diào)和精密空調(diào)之間的區(qū)別。

　　舒適的空調(diào)系統(tǒng)包括普通空調(diào)，住宅區(qū)的中央空調(diào)以及辦公室和商業(yè)辦公樓的空調(diào)系統(tǒng)。它們主要為員工提供舒適的環(huán)境。

　　恒溫恒濕空調(diào)器主要提供全年不間斷的制冷，精確的濕度控制以及比舒適空調(diào)更高的制冷量/平方英尺。

　　具體來說，精密空調(diào)和舒適空調(diào)之間有七個主要區(qū)別。

　　1.優(yōu)化制冷以滿足電子系統(tǒng)要求

　　電子設(shè)備比一般舒適環(huán)境產(chǎn)生更高的顯熱，這大大改變了對制冷系統(tǒng)的要求。

　　制冷有兩種類型：潛熱制冷和顯熱制冷。

　　潛熱制冷是指空調(diào)系統(tǒng)消除水分的能力。這對于一般的舒適度和降溫情況非常重要，例如辦公樓，零售店和其他人群密集的地方。潛熱制冷的重點(diǎn)是維持人們工作環(huán)境的溫度和濕度平衡。這些地方通常有直接的門和出入口。

　　顯熱制冷是空調(diào)系統(tǒng)消除熱量的能力，可以用溫度計進(jìn)行測量。數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的熱量/平方英尺多于辦公大樓，并且人口密度相對較低。

　　在大多數(shù)情況下，除了在正常情況下很少使用的緊急出口外，數(shù)據(jù)中心沒有直接通往辦公樓外部的直接出口。

　　舒適空調(diào)的顯熱比為0.60?0.70。這意味著冷卻能力的60%?70%用于制冷，而制冷能力的30%?40%用于除濕。為了實現(xiàn)有效的冷卻，數(shù)據(jù)中心環(huán)境需要0.80至0.90的顯熱比。精密空調(diào)的顯熱比為.85?1.0。這意味著制冷量的80%?100%用于冷卻，而除濕量僅0%?20%。因此，在處理相同的顯熱負(fù)荷的情況下，“標(biāo)稱” 20噸舒適型空調(diào)比精密空調(diào)需要更多的熱量。

　　在普通的辦公環(huán)境中，顯熱負(fù)荷(.6-.7 SHR)為60%-70%，而計算機(jī)機(jī)房的顯熱負(fù)荷(.85-1.0 SHR)為90%-100%。

　　隨著潛熱輸出的減少，對除濕的需求也隨之減少。數(shù)據(jù)中心對潛熱冷卻的需求最低，對除濕的需求最低。由于精密空調(diào)主要用于消除顯熱，而不是除濕，因此它們具有較高的顯熱比。因此，精密空調(diào)最適合數(shù)據(jù)中心。

　　2.滿足數(shù)據(jù)中心高熱密度要求的系統(tǒng)容量設(shè)計

　　電子設(shè)備環(huán)境中的熱密度是普通辦公環(huán)境的3-5倍，并且以更快的速度增長。

　　具體而言，每250-300平方英尺的辦公室需要1冷噸的制冷量(每小時12,000 BTU或3,413瓦)，平均每平方英尺15瓦。但是，每50-100平方英尺的數(shù)據(jù)中心需要1冷噸的制冷量，平均每平方英尺75瓦。這是某年數(shù)據(jù)中心的平均值，某些站點(diǎn)的負(fù)載熱密度高達(dá)200至300瓦/平方英尺。

　　從氣流的角度來看，精密空調(diào)的設(shè)計與舒適空調(diào)的設(shè)計不同。其設(shè)計的目的是解決數(shù)據(jù)中心中的大負(fù)載熱密度。精密空調(diào)可實現(xiàn)更高的顯熱比，有助于維持設(shè)定的溫度和濕度水平，并通過更大的氣流實現(xiàn)更好的空氣過濾。

　　精密空調(diào)通常每噸制冷量配備500至900立方英尺每分鐘的風(fēng)量，這與舒適型空調(diào)每分鐘350至400立方英尺的風(fēng)量形成鮮明對比。

　　此外，刀片服務(wù)器和其他新一代機(jī)架設(shè)備對數(shù)據(jù)中心提出了前所未有的散熱要求。新一代服務(wù)器和通信交換機(jī)產(chǎn)生的熱量/平方英尺是十年前的十倍。現(xiàn)在，數(shù)據(jù)中心設(shè)計人員和工程師需要同時考慮使用活動地板精密空調(diào)和專業(yè)散熱器。舒適的空調(diào)僅使用簡單的設(shè)備來應(yīng)對這一新挑戰(zhàn)和相關(guān)的散熱要求。

　　3.精確的濕度控制

　　如果忽略濕度的影響，它將引起長期的嚴(yán)重問題，包括主要設(shè)備，其他資源和基礎(chǔ)設(shè)施的損失。數(shù)據(jù)中心環(huán)境的最佳相對濕度范圍是45%至50%。當(dāng)相對濕度過高時，水分會腐蝕開關(guān)電路，導(dǎo)致功能故障和設(shè)備故障。當(dāng)相對濕度太低時，會發(fā)生靜電放電，從而干擾設(shè)備的正常運(yùn)行。由于數(shù)據(jù)中心通常全年需要365×24小時不間斷的冷卻，因此它們更有可能產(chǎn)生較低的相對濕度。

　　舒適的空調(diào)通常沒有濕度控制，并且很難在數(shù)據(jù)中心內(nèi)保持穩(wěn)定的相對濕度。如果添加了必要的控件和組件，則它們必須作為一個完整的系統(tǒng)運(yùn)行。精密空調(diào)具有多種運(yùn)行模式，可以提供適當(dāng)?shù)闹评洌訚窈统凉癖壤⑶腋m合于要求高濕度控制精度的數(shù)據(jù)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介質(zhì)和電子組件。大多數(shù)舒適型空調(diào)使用的住宅空氣過濾器的過濾效率僅為10%，這對于數(shù)據(jù)中心環(huán)境而言還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。精密空調(diào)的過濾器內(nèi)部過濾腔效率更高，效率可達(dá)到20%-30%，符合ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)。

　　5.高效的不間斷冷卻

　　大多數(shù)辦公樓中使用的舒適空調(diào)平均每周5天每天運(yùn)行8個小時。假設(shè)僅在夏季需要冷卻，則相當(dāng)于每年約1200小時的運(yùn)行時間。

　　無論外部環(huán)境如何，大多數(shù)數(shù)據(jù)中心都需要一年365天，一天24小時不間斷的冷卻。精密空調(diào)及其組件的設(shè)計符合高標(biāo)準(zhǔn)制冷要求。當(dāng)可以根據(jù)需要打開或關(guān)閉精密空調(diào)單元中的其他組件時，風(fēng)扇系統(tǒng)每年需要連續(xù)運(yùn)行8,760小時。

　　此外，當(dāng)外部環(huán)境溫度降至32°F以下時，帶有室外熱交換器的舒適空調(diào)通常由于低壓而無法運(yùn)行。但是，精密空調(diào)可以在-30°F正常運(yùn)行，而乙二醇制冷系統(tǒng)通常在- 60°華氏度。

　　6.降低運(yùn)營成本

　　由于基礎(chǔ)工程，設(shè)計和設(shè)備的差異，舒適空調(diào)和精密空調(diào)的初始投資成本無法反映所有問題。比較準(zhǔn)確的比較是考慮兩個系統(tǒng)的運(yùn)營成本之間的差異。如果考慮所有制冷和再加濕成本，舒適型空調(diào)的年運(yùn)行成本為$ 670 / t，顯冷能力要高于精密空調(diào)。

　　7.增強(qiáng)的服務(wù)和支持

　　關(guān)鍵環(huán)境要求關(guān)鍵支持系統(tǒng)具有高可用性。因此，重要的是這些系統(tǒng)可靠地操作并滿足計算機(jī)系統(tǒng)操作環(huán)境的控制要求。

　　精密空調(diào)比舒適空調(diào)具有更多的組件冗余，以確保在發(fā)生某些故障時可以繼續(xù)運(yùn)行。此外，精密空調(diào)是由經(jīng)過工廠培訓(xùn)的服務(wù)工程師安裝的，他們更加熟悉數(shù)據(jù)中心的需求和敏感性。制造商可以為精密空調(diào)提供24小時緊急服務(wù)和預(yù)防性維護(hù)服務(wù)。由于即使短暫關(guān)閉也會影響計算機(jī)機(jī)房的安全底線，因此設(shè)計精密空調(diào)的主要考慮因素是適用性。

　　結(jié)論

　　計算機(jī)系統(tǒng)對環(huán)境有獨(dú)特的要求。僅使用常規(guī)設(shè)備，舒適的空調(diào)適合于生活在“舒適”環(huán)境中的人們。

　　精密空調(diào)具有高效，高可靠性和靈活性的特點(diǎn)，可以滿足數(shù)據(jù)中心和其他高可用性計算機(jī)房不斷增加的散熱，濕度控制，過濾等要求