艾默生机房热管理系统-XD高热密度解决方案彩页

1当今的数据中心，网络业务和网管系统相对几年前已经大不相同了。更小、更快、更强大的刀片式服务器、网络交换机等电子设备应用在越来越小的空间里。以往一个机房里的设备现在被紧凑的压缩到一个机架中，极大地提高了设备的热密度，因此有效的保证设备运行的最大可靠性的方案势在必行。新技术带来新挑战10,0006,00060,0002,0001,0006004004,0002001006019921996YearofProductAnnouncement20002004200820121994199820022006201020144,0008,000800100,00020,00010,0006,0002,000800Heatloadperequipmentfootprint(watts/equipmentsq.ft.)Communication-ExtremeDensityCommunication-ExtremeDensityComputerServersStorageServersStorageServersComputerServers-2UandGreaterCommunication-HighDensityComputerServers-1U,BladeandCustomWorkstations(standalone)Workstations(standalone)TapeStorageTapeStorageHeatloadperequipmentfootprint(watts/equipmentsq.m.)ASHRAE,DatacomEquipmentPowerTrendsandCoolingApplications,2005.©AmericanSocietyofHeating,RefrigeratingandAir-ConditioningEngineers,Inc.,热量正在吞噬机房的可用空间对于数据中心和网管设备，可靠性为首要。任何可以提高可用性的因素都必须考虑在内。单机架热密度处理器运算速度的快速提高使得主设备的体积可以做得更小。以前一个机架1kW的容量，现在可能已经超过10kW。这使制冷方案的关注点从原来的“kW/平米”向“kW/机架”转变。这意味着传统的基于整体机房的大面积的制冷观念向基于单个机架的机房局部制冷观念的转变。充分利用机房的每一寸空间力博特机房空调为行业制冷作出巨大贡献的时候，面临着机房设备局部过热的制冷挑战。在机房热密度迅速增长的时候，传统的机房空调制冷方案可能会占用更大的机房空间。此时高热密度制冷方案在解决机房内局部过热方面成为了机房制冷系统重要组成部分。力博特的制冷新技术让您拥有更多机房空间发展业务力博特的XD系统能够解决每个机架高达30kW以上的制冷需求，适用于任何不同型号的机架，节省机房制冷的耗电量，而且循环系统使用制冷剂，比在机房使用水循环更安全。H2O芯片处理器的计算能力提升的同时，计算机机房内的热密度也在增加，从以前的540W/m2到现在的3200W/m2。如果没有新的制冷技术，机房空间将渐渐被传统制冷设备吞噬。如果制冷系统不能带走机房热点的局部高热量，将有可能引发更高的热密度。高热密度架构可大幅降低机房能耗和节省空间制冷终端更靠近发热设备轴流风机比同制冷量空调的离心风机节省63%电能100%显冷量设计，全部冷量用于设备降温3力博特的机房空调系统应用于各个行业的机房专业制冷领域，可以有效的解决当前机房普遍达到的热密度540－1100W/m2。作为机房专业制冷的基本组成部分，这些系统能够满足基本的温度、湿度和洁净度控制。然而当局部热密度迅速增加时，力博特的XD系统可以作为机房有效的补充制冷系统。对于机房中的高热密度的设备，必须使用独特、有效的散热系统以杜绝由于局部过热导致主设备宕机的危险。方案介绍在第6－7页。第一步：高可靠性的基础设施数据中心制冷设计的最佳应用机房专用空调的设计是365×24小时运行，在机房中保持温度和湿度在主设备的安全运行的要求范围内，同时还是一种节能的方式。大楼舒适性空调的设计目的是保证人员的舒适性，每年的平均运行时间大约是1000小时。和人体不一样，计算机运行时发热的形式是显热，而不是机房专业制冷和民用制冷有什么不同产生湿气。舒适性空调只有60%－65%的制冷量用于除热，其余的35%－40%用于除湿。可见，舒适性空调用于除湿的制冷量占了相当大的比重，而且不具加湿功能，如果用于机房，这会导致房间湿度过低。机房湿度过低会有引发静电的危险，而湿度过高则会导致空气中冷凝水的形成。要求机房专用空调系统舒适性空调系统计算机机房数据中心的制冷关注点高显热比高显热比：0.85-0.95较低显热比：0.60-0.65高效空气过滤器符合ASHRAE52.1简单过滤网湿度控制集成在系统中需外配不间断运行全年每天24小时运行运行环境温度达-34oC一般只应用于夏季不支持环境低温运行大风量每kW制冷量240－290m3/h每kW制冷量140－180m3/h4冷通道/热通道模式的局限性即使在机房设备布置上采用冷通道、热通道隔离的地板下送风方式，随着每机架热密度的增加，这种方式很快就不能满足制冷需求。在机房制冷行业中，地板下送风的机房空调经常是配合设备机柜按照冷、热通道隔离的布置方式。这种方式中，机房设备机架的行与行之间是背对背的，空调的冷风只从冷通道的地板出风口送出。3KW/RACKRACKRACKRACKCOLDAISLERACKCOLDAISLERACKRACKRACKCOLDAISLECOLDAISLERACKCOLDAISLERACKRACKRACKCOLDAISLECOLDAISLERACKCOLDAISLERACKRACKRACKCOLDAISLEHOTAISLEHOTAISLEHOTAISLEHOTAISLEHOTAISLEHOTAISLE温度°F°C100/3890/3280/2770/2160/16温度87/3180/2773/2366/1960/16温度98/3788/3179/2669/2160/16温度115/46101/3887/3173/2360/16热密度＝3kW/机架没采用冷、热通道隔离方式热密度＝3kW/机架采用冷、热通道隔离方式热密度＝6kW/机架采用冷、热通道隔离方式热密度＝6kW/机架采用冷、热通道隔离方式°F°C°F°C°F°C高热密度架构可大幅降低机房能耗和节省空间制冷终端更靠近发热设备轴流风机比同制冷量空调的离心风机节省63%电能100%显冷量设计，全部冷量用于设备降温5力博特XD系统：一种适应机房热量改变的柔性机房专用制冷方案力博特XD系统有多种配置方案：这种高效的制冷系统在机房热交换中采用的低压制冷剂在常温下会转变成气态，这使得机房中的精密电子设备更安全。力博特XDC制冷主机力博特XDC制冷主机是设计在室内与机房制冷终端XDO、HDV或者XDH通过铜管连接形成制冷循环，以确保制冷终端所需冷量，以及保持制冷剂温度高于露点温度，消除在机房中产生冷凝水的顾虑。XDC主机的制冷方式可以是风冷、水冷等多种方式。力博特XDP主机接入大楼的冷冻水系统，经过热交换后通过制冷剂将冷量输送到机房中的制冷终端XDO、HDV或者XDH，同时保持制冷剂温度高于露点温度，消除在机房中产生冷凝水的顾虑。力博特XDP主机DIRECTSYSTEMCONFIGURATIONINDIRECTSYSTEMCONFIGURATIONLiebertHeatRejectionLiebertXDCCoolantChillerXDCoolantXDO/HDV/XDHXDO/HDV/XDHLiebertXDCCoolantChillerXDCoolantXDO/HDV/XDHXDO/HDV/XDHXDCoolantXDO/HDV/XDHXDO/HDV/XDHXDO/HDV/XDHBuildingChilledWaterLiebertXDPLiebertXDP第二步：升级管理力博特XD系统是针对机房局部热点的冷却解决方案，这种方案有效的解决了高功率元器件集成度高的设备散热问题，而且不占用机房宝贵的地板空间。局部过热的制冷补充为机房局部过热的设备降温，与其增加整个机房的制冷容量，不如增加经济、有效的局部制冷系统。这种制冷系统在机房设计初期在机架上方安装好制冷剂铜管，当机房出现局部过热的时候，可以通过在机架上方增加制冷终端来满足局部制冷要求，使机房的制冷系统可随着设备容量的增长而适应不同时期的需求。力博特XD系统终端可以提高机房区域机架的空气流通速度，更有效的为其下方区域的机架进行散热。6LiebertXDOLiebertXDVLiebertXDH力博特XDO吊顶制冷终端这种吊顶制冷终端安装在冷风道上方，加速吸走热通道的热量，向冷通道注入足够的冷量。热交换使用制冷剂替代水，因此更安全。这是一种不占地面空间的高能效系统。力博特XDV机架顶置制冷终端XDV直接安装在IT设备机架上方，加速吸走热通道的热量，向冷通道注入足够的冷量。热交换使用制冷剂替代水，因此更安全。力博特XDH立式制冷终端力博特XDH制冷终端直接和机房设备机柜并排摆放。这种模块化的灵活设计给后期的升级扩容带来极大的便利。在配合冷、热通道隔离的地板送风方式中，力博特XD系统加速吸走热通道的热量，同时向冷通道注入更多的冷量。高热密度架构可大幅降低机房能耗和节省空间制冷终端更靠近发热设备轴流风机比同制冷量空调的离心风机节省63%电能100%显冷量设计，全部冷量用于设备降温7应用广泛的PEX系列空调机组力博特XD系统的管道预布置令机房的制冷系统更灵活，用户可以随着机房设备和发热量的增加，在热点上方增加制冷终端。在安装过程中，管道使用快速连接装置，使安装更方便、快捷。这种独特的制冷系统可以逐步升级至覆盖机房热密度高达5400W/m2的制冷需求，而在升级过程中不需要任何管道施工。利用这种快速管道连接方式，制冷终端可以方便的从现在的位置移到所需要的位置。未雨绸缪力博特XD系统为用户机房的制冷系统提供最大的灵活性，为未来的系统升级提供最简便的施工。制冷系统升级更灵活力博特XD系统管道布置8对高热密度制冷系统的运行寿命周期的成本分析和传统的机房制冷系统作运行寿命周期的成本比较，力博特XD系统的总投入成本（初期投入成本＋后期运维成本）较低。XD系统的投入成本举例：小型数据中心机房，地板下送风，由现在每机架1kW热密度升级至每机架6kW，即包括维护空间在内3500W/m2。大楼冷冻水系统可以满足机房所需制冷量。两种制冷扩容方式：力博特XD系统——占用机房最少的空间，比传统机房专用空调更高效、更节省能源。传统机房专用空调——采用增加机房空调的方式，继续通过地板下送风。力博特XD系统对机房意义重大在新建机房时，提高每个机架设备密度可以节省更多的机房空间，以及节省更多电能。为了高热密度制冷需求，力博特XD系统将冷量直接送到机房最需要制冷的热点，而且相对传统的机房专用空调节省18％电能。力博特XD系统的灵活配置真正实现了模块化的扩容，为整个机房制冷系统提供更大、更简便的冗余。力博特XD系统终端体积小，不占用地板空间，相对只用传统机房专用空调，XD系统的加入大大提高的机房面积的使用率。案例分析—数据中心总投入成本（新建）400个机架，每个机架平均热负荷10kW。投入成本计算包括机房土建、电力、制冷、照明、防火、安全设施等，不包括土地成本。情形1：8000m2，静电地板高450mm，机房热密度500W/m2，采用传统机房专用空调情形2：2700m2，静电地板高900mm，机房热密度1500W/m2，采用传统机房专用空调情形3：1000m2，静电地板高450mm，机房热密度4000W/m2，采用传统机房专用空调配合力博特XD系统高热密度制冷系统的高投资回报运行周期总成本力博特XD系统传统机房专用空调设备安装成本(包括设备、材料、人力、