近幾年，數(shù)據(jù)中心向著大規(guī)模、集成化、能耗高的方向快速發(fā)展。有調(diào)查顯示，近十年來(lái)，服務(wù)器的功耗增加了15倍，現(xiàn)在一個(gè)機(jī)架的功耗在20～30KW。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也是越做越大，有的大型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要幾個(gè)人才能抬得動(dòng)，重達(dá)數(shù)百公斤，有的設(shè)備比人還高，這樣的設(shè)備發(fā)熱量自然比較高。這些高性能設(shè)備造成數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的發(fā)熱量急劇增加，給數(shù)據(jù)中心散熱帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，隨著這些高發(fā)熱的設(shè)備進(jìn)入，數(shù)據(jù)中心內(nèi)的溫度持續(xù)升高，局部溫度也高低不一，為了保持?jǐn)?shù)據(jù)中心恒溫恒濕的環(huán)境，涌現(xiàn)出了很多數(shù)據(jù)中心空調(diào)技術(shù)，有的從節(jié)能的角度出發(fā)，有的從成本角度出發(fā)，有的從布局結(jié)構(gòu)方面出發(fā)，各有各的優(yōu)勢(shì)。本文將要解釋的是一種新型的數(shù)據(jù)中心空調(diào)技術(shù)，這種技術(shù)對(duì)于降低過(guò)高的局部溫度，非常有意義，也是直擊數(shù)據(jù)中心空調(diào)技術(shù)的痛點(diǎn)，這就是背板空調(diào)技術(shù)。
背板空調(diào)是由安裝在數(shù)據(jù)中心機(jī)架背面的冷卻盤(pán)管、提供冷源的制冷機(jī)組和冷卻水系統(tǒng)三部分組成。背板空調(diào)工作原理是這樣：機(jī)房冷空氣在機(jī)柜內(nèi)部設(shè)備風(fēng)扇的作用下，被吸入機(jī)柜并對(duì)設(shè)備進(jìn)行降溫，吸熱后的空氣流向安裝在機(jī)柜背部的冷卻盤(pán)管，熱空氣與冷卻盤(pán)管進(jìn)行熱交換，將熱量傳遞給換熱器內(nèi)的制冷劑，溫度降低后的冷空氣從背板吹出，完成機(jī)房空氣循環(huán)。根據(jù)使用的載冷劑不同，背板空調(diào)可以分為水冷背板與熱管背板。水冷背板因?yàn)椴捎昧怂鳛檩d冷劑，而水資源相對(duì)比較豐富，所以投資更省，水冷背板比熱管背板減少了一次換熱，效率更高。但因?yàn)槔鋬鏊M(jìn)入了機(jī)房?jī)?nèi)，機(jī)房的風(fēng)險(xiǎn)變高，一旦出現(xiàn)漏水就會(huì)損壞設(shè)備，數(shù)據(jù)中心里的絕大部分設(shè)備都是無(wú)法防水的。水冷背板進(jìn)入數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)所有的水管必須采用焊接，以降低水患的風(fēng)險(xiǎn)。熱管背板采用氟利昂作為載冷劑，投資偏高，又多了一次換熱，系統(tǒng)效率略低，不過(guò)這樣水不進(jìn)入機(jī)房，機(jī)房的安全性更高。
背板空調(diào)采用無(wú)風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)，沒(méi)有電力需求，無(wú)能耗，減少噪音，其動(dòng)態(tài)、精確、智能化的冷卻技術(shù)可以降低制冷能耗的成本，高效、準(zhǔn)確地進(jìn)行熱量交換，降低了對(duì)機(jī)房的要求。與其它數(shù)據(jù)中心空調(diào)技術(shù)相比，背板空調(diào)技術(shù)有諸多優(yōu)點(diǎn)。首先背板空調(diào)的冷卻盤(pán)管更貼近熱源，機(jī)柜內(nèi)設(shè)備排風(fēng)口的溫度更高，這為大幅提高冷凍水供、回水溫度提供了條件。冷凍水供、回水溫度的提高，可以使得外部冷卻塔供冷的使用時(shí)間增加，可大幅降低數(shù)據(jù)中心機(jī)房的空調(diào)能耗，比其它空調(diào)技術(shù)更節(jié)能;其次避免了局部熱點(diǎn)。數(shù)據(jù)中心里機(jī)柜內(nèi)外是最大的發(fā)熱區(qū)域，不同的設(shè)備發(fā)熱量也不同，造成了不同機(jī)柜內(nèi)部和周?chē)臏囟榷加泻艽蟛顒e，這導(dǎo)致局部溫度不均勻。背板空調(diào)由于緊挨著機(jī)柜，安裝在每個(gè)機(jī)柜的背面，一對(duì)一冷卻設(shè)備，直接對(duì)局部熱點(diǎn)進(jìn)行降溫，達(dá)到消除局部熱點(diǎn)的目的。第三背板空調(diào)占用空間小，不需要放置空調(diào)，也取消架空地板，降低層高，大大節(jié)省數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的空間，在寸土寸金的數(shù)據(jù)中心機(jī)房里，單位面積上可以放置更多的業(yè)務(wù)設(shè)備，將大大提升數(shù)據(jù)中心的機(jī)房利用率。現(xiàn)在做規(guī)劃數(shù)據(jù)中心機(jī)房時(shí)，為了更好的冷卻效果，機(jī)架采用 “面對(duì)面、 背對(duì)背”擺放，形成冷、熱通道。未來(lái)數(shù)據(jù)中心機(jī)房采用背板空調(diào)時(shí)，所有的通道都變成了冷通道、機(jī)架不再需要采用 “面對(duì)面、背對(duì)背”擺放，可采用順序擺放，在數(shù)據(jù)中心機(jī)房空間設(shè)計(jì)上更加靈活。最后背板空調(diào)換熱量對(duì)過(guò)冷度、過(guò)熱度非常敏感，并且背板空調(diào)具備自動(dòng)的冷量調(diào)節(jié)能力，根據(jù)機(jī)柜熱負(fù)荷的變化，在溫度和制冷量之間取得平衡，換熱量在小于額定制冷量時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)水量以靈敏調(diào)節(jié)制冷量。
當(dāng)然，任何一種技術(shù)都有其使用的局限性，背板空調(diào)也不例外。雖然和其它空調(diào)技術(shù)相比，背板空調(diào)都有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，但是仍有一些不足的地方。比如：背板空調(diào)離設(shè)備過(guò)近，如果采用的是水冷背板，一旦發(fā)生漏水事故，會(huì)造成不可挽回的損失，大量的設(shè)備會(huì)被損壞，危險(xiǎn)系數(shù)較高。如果采用熱管背板也有風(fēng)險(xiǎn)，一旦發(fā)生氟利昂泄露，是有毒氣體，對(duì)人會(huì)造成傷害。還有背板空調(diào)不具有加濕功能，若部署背板空調(diào)，還需要在機(jī)房配置相應(yīng)的設(shè)備來(lái)進(jìn)行濕度控制，不過(guò)現(xiàn)在的空調(diào)都是既支持溫控也支持濕控，這樣不可避免要再購(gòu)置一些空調(diào)設(shè)備進(jìn)行除濕，造成空調(diào)資源的浪費(fèi)。還有背板空調(diào)沒(méi)有備份的功能，在一個(gè)數(shù)據(jù)中心機(jī)房里，可以部署多個(gè)空調(diào)設(shè)備，達(dá)到備份的目的，但是背板空調(diào)很難做冗余備份，一旦壞了，就需要即刻更換，否則部分設(shè)備由于過(guò)熱可能會(huì)發(fā)生宕機(jī)。還有背板空調(diào)的冷卻盤(pán)管是由很多管道組成的，降低部署在機(jī)柜的后面，看起來(lái)不夠美觀，所有的機(jī)柜后面都是管道，給人一種凌亂的感覺(jué)，影響了數(shù)據(jù)中心機(jī)房的美觀度。所以在數(shù)據(jù)中心，還應(yīng)該將背板空調(diào)技術(shù)和其它空調(diào)技術(shù)共用起來(lái)，背板空調(diào)主要用于消除局部熱點(diǎn)問(wèn)題，而通過(guò)其它空調(diào)來(lái)降低整體的數(shù)據(jù)中心溫度，兩者有機(jī)結(jié)合起來(lái)，不過(guò)這樣可能會(huì)導(dǎo)致整體的空調(diào)成本升高，具體部署還是要根據(jù)數(shù)據(jù)中心的實(shí)際情況而定。
雖然背板空調(diào)技術(shù)也有一些缺陷，但相比其它空調(diào)技術(shù)還是利大于弊。綜合來(lái)看，背板空調(diào)技術(shù)更具優(yōu)勢(shì)，是未來(lái)數(shù)據(jù)中心空調(diào)技術(shù)發(fā)展的主流方向，背板空調(diào)技術(shù)如若能夠解決其處理機(jī)房環(huán)境的濕度的問(wèn)題并完善空調(diào)備份方法，那必將在數(shù)據(jù)中心機(jī)房空調(diào)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。
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