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数据中心的空调分析

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-10-17 2:01:50 * 浏览: 2
针对大型数据中心空调系统中的一些问题和案例,本文从运维角度提出了相应的改进措施,希望类似的经验可以为数据中心的运维和建设者提供参考。由于数据中心的快速发展,节能减排的压力以及数据中心的PUE要求,在设计和考虑大型数据中心的空调时,通常首选水冷式空调系统。水冷式空调系统由大量设备和大量设备组成。它由管网的组合组成。在施工,操作和维护过程中略有疏忽会造成潜在的危险。如果不能及时处理和改进,则会影响空调系统的安全性。常见问题归纳如下:1运维空间问题设计数据中心时,必须有足够的运维空间和通道。这取决于数据中心空调系统的特性。例如,数据中心冷站具有大的制冷量,大的单位体积,高的高度,大量的板子。对于自然冷却设备,管网很复杂,需要多层管网布局。因此,数据中心冷站的高度和空间要求大大高于民用标准。直接使用民用标准冷藏室的高度将导致建筑和维护。不方便。 ①情况1:冷藏室不够高。数据中心冷机房的民用标准设计。冷机房的高度低。安装供水系统管网后,发现无法运输预留的用于扩展的冷机。只能拆除空调管道,并且所有冷机都一起购买并一起运输。安装并重新安装管道。但是,这给操作和维护留下了重要的隐患。一旦冷机发生故障,由于维护空间不足,很难对冷机进行检查和维护,对系统造成隐患。原因:该设计未考虑数据中心冷却器的特性,例如大制冷量,大容量,多设备以及复杂的管道,并且土木工程和HVAC专业人士没有充分沟通,没有分析具体条件,并且标准应用不正确,导致寒冷机房地板高度过低,给以后的操作和维护工作带来了困难。对策:冷机房必须考虑冷机的操作维护空间和管道安装空间,以确保其同时满足管道安装,维护和修理的需求。 ②情况2:冷藏室不预留设备运输通道。数据中心的冷机房位于地下室,土建工程未预留冷机吊装孔和足够大的运输通道,导致冷机购买后无法进入整个机房。作为最后的选择,只有在转移制冷剂之后才能转移冷机。拆卸后,将冷却器拆卸,然后移到费力又费力的地下室。这也导致了多个冷却器的泄漏。最后,在解决泄漏问题之前,更换了所有密封件。原因:在设计冷机房时,没有预留冷机运输通道,这导致了冷机的拆卸和运输。在拆卸和重新组装过程中,未更换密封圈,导致系统泄漏。对策:在地下室设计冷机房时,必须预留空间和通道来吊装和运输冷机,以确保运输和更新冷机的便利。拆下冷机时必须更换密封垫。 ③情况3:没有维修空间冷机。将冷却器安装到数据中心后,在对冷凝器进行维护和大修时,发现冷凝器离墙太近并且没有足够的维护空间。该冷却器难以维护和检修。原因:没有保留维护空间。对策:制冷机房保留了足够的空间来吊装或运输冷机以及进行维护,如图1所示。2冷却塔冷却能力问题冷却塔的设计裕度不足,并且在运行期间未进行维护。当数据中心的负荷增加到一定水平时,发现冷却塔的冷却能力不足,冷却水出口温度过高,致冷器的运行消耗能量。冷水机喘振,无法达到设计负荷率。当冷却水系统设计为单泵而非单塔时,这种情况尤其明显。案例:冷却塔的冷却能力不足。数据中心采用单机对单泵对单塔的设计,其中冷却塔仅满足数据中心的大部分时间。当湿球温度高时,发现冷却水的冷却范围不够,并且由于冷却塔的水温高而使方法过大,导致冷水机效率低,当负载达到70%时,冷水机组会频繁喘振,并且会严重降低运行安全性。原因:选择冷却塔时,冷却能力太小。在使用冷却塔期间,由于水质,风扇风量和填料老化等因素,冷却能力将被耗尽并减少,并且某些冷却塔在制造过程中不足。这两种现象很明显,例如故意减少填料的数量和尺寸,导致水量和冷却范围无法满足设计要求,冷却塔在额定条件下的散热,冷却塔水温过高,冷却机能耗大消耗量显着增加,严重时会发生。冷机激增,浪费了冷机的投资,并影响了制冷系统的安全性。对策:由于全年数据中心制冷的高可用性要求,整个冷却系统对冷却塔的投资并不高,但是降低冷却水的温度可以带来明显的节能效果并延长时间自然冷却。水系统的安全性有很大帮助。因此,建议数据中心所有者和设计机构在设计和选择时需要为冷却塔设计保留一定的余量。 UPTIME甚至建议根据20年来最极端的气候选择冷却塔。 3终端管道通讯问题给水系统未配备有效的旁路,或部分管道堵塞,导致自来水系统中部分管道异常流通。 ①情况1:调试了数据中心中的新计算机室,并且终端空调调试失败。发现末端管道未有效连接,水路无法正常流通。原因:启动新的计算机室时,调试终端空调时,由于终端管道没有旁路管道,管道无法有效连通,水路无法循环,从而导致供水不足。水平分支电路,终端设备调试失败。空气过多,导致管道中的冷冻水无法正常循环。对策:对于分支管道,最远端的管道需要短路或旁通(如图2所示),在分支的较高位置安装一个排气阀,以确保管道中冷水的流通。及时排出气体。管道装满了水。旁通管用于现场连接支路。打开旁通阀和排气阀后,水循环正常,终端设备正常运行。 ②案例2:麦维护旁路已启用很长时间。数据中心采用集中式冷水空调+集中式冷却水空调两种系统设计。在集中式冷却水系统中,水泵的两端还设计了一个歧管,并且在歧管之间设计了自动旁路。 ,在系统调试后,旁通阀一直处于打开状态。在运行过程中,水泵两端之间的压力差太小,在水泵定频运行下会发生过大的流失。原因:在集中式冷却水系统中,由于没有冷却器,所以这种旁路仅在系统调试阶段有用,这有利于建立泵水回路。但是,在泵正式运行后,必须关闭旁路,尤其是自动旁路。如果设置不正确,泵两端之间的压差将太小,并且工作频率将增加。在这种情况下,设计人员将省去麻烦,并且操作和维护人员对设计不熟悉,这将导致自动旁路一直打开,并且水泵进入。它与出口水处于短路旁路中,难以建立正常的压力差,并且水泵的高速运行导致流量过大。对策:如果要设计近端水路旁路,则不建议使用自动旁路。如果设计是自动旁路,则需要向操作和维护人员坦白。水循环正常后,需要根据情况及时关闭旁通阀(图3),消除泵的实际运行中的过大流量和不必要的故障。 4阀门问题。阀门选择不当或阀门质量问题会给水系统的维护造成严重问题。例如,在清洗冷机或检修水泵时,发现阀门无法关闭,并且维修后的设备无法与系统分离。结果,需要关闭供水系统以检修设备,并且故障影响已经扩大。情况:阀门无法关闭。当数据中心维护冷却器时,发现无法关闭阀门并且无法将冷却器与系统分离。最后,决定增加一个冷却水系统。通过增加冷却塔和冷却水管线,连接了可以正常关闭阀门的冷却器。进入新的冷却水系统,关闭原来的冷却水系统,并使用冰块和风扇冷却不足的冷却能力,最后购买新的阀门并更换有故障的阀门(图4,图5)。原因:阀门无法关闭。有两个主要原因。一种是阀板表面的水垢,或者是管路中有杂质,这会影响阀的密封性能。另一个是阀门的质量。质量不佳的阀门用于设备选择。 。对策:阀门是供水系统的关键组件。如果无法正常关闭阀门,则会对系统造成灾难性问题。在建造供水系统时,请尝试选择具有较高品牌知名度,良好质量和高可靠性的阀门。测试并严格执行阀门安装要求。同时,阀门的打开和关闭还需要一定的专业知识和技术。必须使用多种打开和关闭方法来恢复阀门的密封性能,并最终将其关闭。重要场合也可以设计为双阀。 5过载问题安装冷却装置时,终端设备安装未完成,并且计算机房的热负荷不足,无法进行调试。另一方面,水和空调系统尚未调试,设备无法正常开机。 ①情况1:数据中心需要启动服务器,但冷机调试无法完成,导致服务器无法开机。需要对冷机进行调试,但是缺少终端设备和虚拟负载,因此无法运行。原因:数据中心离心机安装后r完成后,未安装机房的终端设备,终端冷冻水回路被阻塞,并且无法调试冷却器。即使冷冻水通过歧管旁路,也只能使冷冻机运行,并且没有热负荷。或者热负荷太小而无法达到冷机的下限负荷,则无法进行调试工作。另一方面,由于未对冷却器进行调试,因此无法打开主机房中的服务器设备的电源,从而形成无限循环。另外,在调试过程中,所需的虚拟负载功率很大,操作过程会消耗大量功率。成为一个问题。对策:使用空载调试方法进行调试。为了降低能源效率,数据中心考虑自然冷却,一般采用冷却塔+板式交换冷却技术设计。在调试期间,板式交换器的热交换容量可用于从冷却器的冷凝器中获得足够的热量,因为冷却器调试的热负荷,即由板式交换器带走了由冷却器产生的冷量。空载调试的原理是充分利用板式交换器的热交换能力,将通过冷机的蒸发器产生的冷能通过板式交换器交换到冷机的冷凝器侧,并进行换热。由冷机的冷凝器释放的热量通过板交换返回到蒸发器。侧面,从而实现冷却器的制冷量和热负荷的完全匹配。更换冷水机板并调试水路,如图6所示。②情况2:冷机调试完成后,需要正式运行,但冷机的总负荷太小,导致在频繁启动和停止冷机和喘振。原因:负载过低,导致发动机冷喘振。对策:将板更换为虚拟负载,继续投入运行,以确保冷机平稳运行并成功通过低负载时间。 6备用水源问题在数据中心设计过程中,备用水源不足,水库的储备时间不足,导致市政供水关闭后出现恐慌。案例:数据中心没水了。数据中心的市政供水中断,从而中断了供水系统的供水。仅水库可用于补充水。由于大量的蒸发,在连续补充水8小时后,水库将用完。结果是无法想象的。后来,政府出面协调紧急情况,可以用水解决。原因:数据中心需要多个水源设计考虑因素。考虑到停水的影响,需要设计一个12小时的水源储备。考虑到市政停水时间可能超过此时间,影响整个中央空调系统的使用,数据中心中央空调水源储备的需求更多长期以来,在南方水资源丰富的地区,紧急情况可以考虑使用诸如深井水或附近水源之类的解决方案,而在北方,可以将冷库视为第三备用水源。对策:供水系统主要由市政供水组成,储水箱用作备用。水源,深井水源,冷库