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数据中心：供电系统与空调系统科普篇 大数据、云计算是通过服务器、存储器、交换机等设备来工作的。 有了数据中心，我们就能愉快的刷抖音、看微信。要知道刷抖音、看微信是很耗电的，不仅仅是手机掉电快，为你提供数据的数据中心电表也会转的飞快。你的手机可能发热到可以用来捂手，数据中心热量就可以用来泡脚了。 为了刷抖音的时候永远不会掉线，所有的数据中心都在考虑两个问题： 1、供电；【7x24小时不掉线】 2、降温。【恒温、恒湿才舒服】 1. 首先我们来考虑供电的问题 1.1. 市政电源不是设备的工作电压 数据中心末端的服务器、交换机等设备通常需求的工作电压 ：220V； 当地电力根据项目情况可能提供的市政电源电压是：10KV、20KV、35KV等。 如下图所示： 过开闭所、变压器和低压配电柜等设备进行降压和分配，得到设备的工作电压：220V。 1.2. 市政电源故障怎么办？ 虽然电力说自己的供电可靠性是99.99%； 但是我们要求的供电可靠性是99.9999%。 万一市电断电了怎么办？ 命运还是要掌握在自己的手里。 我们设置柴油发电机组作为后备电源，市电故障也能从容应对。 【10KV或380V柴油发电机组】 1.3. 电源质量不可靠怎么办？ 市电停电后，柴发机组启动时间15s~1min，这段时间怎么办？ 市电电源不稳定，一个响雷电灯就会闪一下，娇贵的数据中心经不住这种折腾。 设置后备电池为电源转换、设备维护检修提供过渡电源，保证电源的持续不中断。 下图为增设UPS电源的供电系统示意图： 下图为增设HVDC电源的供电系统示意图： 小结： 1、市政电源电压等级和容量有要求：10KV、20KV、35KV； 2、后备电源通常设置柴油发电机组：10KV、380V； 3、为保证电源的持续和可靠还需设置应急电源：UPS、HVDC。 2. 我们再来考虑降温的事情 2.1. 复习一下能量守恒 机柜将98%的电能都转换为热能释放出来。 炎热的夏天，我们都离不开舒适的空调， 浑身发热的机柜也是。 一个释放热量、一个吸收热量； 符合能量守恒，简直是完美的一对。 有个问题， 电源是24小时源源不断的在给机柜供电， 机柜不断的散发热量。 这热量排放到哪去了？
机柜持续不断的排放热量，空调必须不断的将热量转移走才能保持恒温的环境（20~28度）。
2.2. 空调类型（不同散热方式） 2.2.1. 直接新风冷却 简单粗暴，直接将热空气排放到室外，补充凉爽的新风。 问题：桑拿天室外温度高怎么办？沙尘暴天气怎么办？雾霾天气这么办？ 该方式只有在得天独厚的地方才能实现。 特点：效率高、受气候条件影响大、空气质量差地区空气质量处理成本高。
2.2.2. 直接蒸发冷却 通过水蒸发带走热量、给空气降温；（机房内循环空气直接与蒸发器接触） 采用过滤装置将室外空气中有害物质过滤，引入新风进行降温。 特点：效率高、空气湿度不好控制，室外机占用空间大，需要提前规划、不适用改造项目。
2.2.3. 间接蒸发冷却 通过水蒸发带走热量、给空气降温；（机房内循环空气不直接与蒸发器接触） 采用过滤装置将室外空气中有害物质过滤，引入新风进行降温。 特点：效率较高，湿度控制较好，室外机占用空间大，需要提前规划、不适用改造项目。
2.2.4. 风冷式系统 通过室内精密空调收集热量，通过冷媒将冷量转移到室外机，室外机将热量散发到空气中。 特点：室内外机有高度差限制、室外机需要较大的使用面积、无漏水风险。
2.2.5. 水冷式系统 通过室内精密空调收集热量，通过能量密度更大的水将冷量转移到室外机，室外机(干冷器、冷却塔)将热量散发到空气中。 特点：效率相对更高、维护相对复杂、有漏水风险需需设置漏水检测装置。
2.2.6. 冷冻水风冷式系统 室内采用冷冻水型精密空调收集热量，通过能量密度大的水将冷量转移到室外机，室外机将热量散发到空气中。室外机含有制冷机组及散热装置。 特点：系统功率较大、效率相对更高、维护较复杂、有漏水风险需设置漏水检测装置。方便利用自然冷源（室外冷空气）。
2.2.7. 冷冻水水冷式系统 室内采用冷冻水型精密空调收集热量，冷冻机组进行能量交换会后通过能量密度大的水将冷量转移到室外冷却塔，室外冷却塔将热量散发到空气中。 特点：系统功率最大、效率相对更高、维护较复杂、有漏水风险需设置漏水检测装置。可利用板式换热器利用自然冷源。
由于冷冻机组断电后需要时间进行自检等程序才能重新启动， 为了保证供冷的持续性增设蓄冷罐储备一定的冷量来保证（通常保证15min的冷量）。
小结： 1、冷却散热：风冷系统——利用空气把热量带走 【节水、效率低、抗冻】 水冷系统——利用水蒸发把热量带走【耗水、效率高、怕冻】 2、热量转移：利用 空气——最直接、效率最高、占用设备房面积大 利用 冷媒——无水泵、有高差限制、效率较低、系统功率小 利用 水 ——有水泵、无高差限制、效率高、系统功率大 资料分享传送门 点击此处规范图集 【数据资料宝典】 数据中心规范图集汇总 |
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来自： 老巫水暖电设计 > 《数据中心 IDC》
