数据通信设备中心液体冷却指南

美国采暖制冷空调工程师学会数据中心系列丛书势会产生不利影响，例如降低了设备的可利用性、浪费楼层空间、使冷加系统低效运算机性能等各个方面网上书店http://1995AmericanSocietyofHeating,RefrigeratingandAir-ConditioningEngineerTranslatedbypermissionfromASHRAETC9.9DatacomSeries.Allrightsreserved.racyofthetranslation.ToobtaintheEnglTullieCircle,NE,Atlanta,GA30329-2305USA,Telephone:404-636-8400,Fax:404-数据通信设备中心液体冷却指南**2010年1月第一版2010年1月第一次印刷版权所有翻印必究如有印装质量问题，可寄本社退换本书是该系列丛书的第4册，共6章，分别从数据中心设施责任编辑：张文胜姚荣华责任校对：袁艳玲赵颖ASHRAE数据中心系统丛书中文版经过30多年改革开放，我国的国民经济得到了快速发展，涌现出已达20～30kW/机柜，常用的空调系统已难以满足这类高密度机房的冷却要求。进入21世纪后，我国政府提出了节能减排是基本国策，在设计者和运行管理者面前。新型数据中心应具有“高效、节能、可管美国采暖制冷与空调工程师学会(ASHRAE)在2001年成立了关于备生产商、数据设备终端用户的业主与管理人员与政府机构、咨询机其研究成果编入了ASHRAE手册，并出版了ASHRAETC9.9数据中心系列丛书。2009年，ASHRAE对DatacomEquipmentCenters)是该系列丛书的第4册。该书共6章，分杨国荣胡仰耆沈添鸿2009年9月DepartmentofDefenseand,RhondaJohson,TimMcCann,DavidMoss,ShlomoNovotny,GregPautsch,TerryRodgers,JeffRutt,TonySharp,DavidWang,Kathryn·Donbeaty—DLB联合咨 1 21.2液冷系统 4第2章设施冷却系统 7 7 2.3排热设备 2.4水泵 2.5能量回收设备 第3章设施管路设计 3.1概述 3.2空间考虑 3.3管路的基本构架 3.4冷水站房管路布置 3.5水处理问题 3.6地震防护 第4章数据通信设备液体冷却方法 4.1液体冷却机架和机柜概述 4.2风冷与液冷数据通信设备概述 4.3冷液分配装置(CDU)概述 第5章冷水系统冷却基本要求 5.1建筑设施冷水系统(CHWS) 5.2非冷水设施系统 第6章液冷基础设施对工艺冷却系统的要求 6.1基于水的工艺冷却系统 6.2非基于水的工艺冷却系统 参考文献 术语汇总 附录 概论nicalCommittee9.9)编著,可为设备制造商和设备运行人员提供一份液冷·冷水流速考虑(节)·冷水质量/成分(节)·冷水湿润材料要求(节)·机架非基于水冷却的运行要求(6.2.1节)设备冷却方案(工艺冷却系统与数据通信设备冷却系统，如图1.1所示)。在第5章中，通过为冷水系统与工艺冷却系统之间的结合要求提供指南，7章有扩展的参考资料和书目，让读者可找到更多相关内容。第8章提供·液冷机架—为了运行，必须提供冷却液体进、出其内的机架或最明显的例子是冷水型计算机房空调机组(CRACs),目前它们通常配置在许多数据中心的周边。另一方面，在计算机内采用热管或泵送回路，液体留在服务器的封闭回路中，如果是用流经电子设备底盘的空气将热量从内空气换热器(即冷凝器)的受热后的空气被直接排到数据中心的环境内。从数据中心的角度看，机架与电子设备被认为是风冷的，因为没有液体管路面，或侧面，或后面。在这种情况下，换热器从最终被排到数据中心内的空气中移走了大部分机架废热。这种方案并未减少电子设备所需的风量，但确实降低了随后被排回到数据中心环境内的空气温度。此例介绍的是液冷机架，因为液体管路穿过了机架的外壁，详见图4.8。却的水、非电介质或其他冷却液进行冷却，而换热器将废热排到设施提供的水中。将废热排到设施提供的水中是利用了终端在冷却塔或制冷站房的一个或多个回路。这种液冷装置减少了排到设施环境中的废热量，也减少以上定义适用于数据中心内用空气与液体进行冷却，但它并不限制数据中心内可能有的各种液冷回路。图1.1表示了有多个液冷回路的典型液冷设施。以下介绍有些变更考虑的每一种回路，所用术语将用于书中的其建筑物图1.1数据中心内的液冷系统/回路组，将供水温度冷却到43～48T(6～9℃),大大低于室内环境温度[一般的平衡点。除非在其他情况下能确保采用更大的DX系统是合理的，否则(4)冷却水系统(Condenser-WaterSystem—CWS):此系统由冷却塔与数据中心之间的液体回路组成。它也是典型的设施级系统，可包括，也可不包括用于IT房间的专用系统。冷却塔回路一般属以下两种类别之一：基于湿球温度的系统；基于干球温度的系统。基于湿球温度的系统是以水的蒸发过程来实现其功能。由于它利用了较低的湿球温度，所以提供的冷却水温度较低。基于干球温度的系统是依靠冷却水温度与环境空气温度之差来实现其功能的。为了使基于干球温度的系统进行传热，冷却水温度从本质上必须高于环境空气干球温度，让足够的热量从冷却水传递给室外环境空气。这些回路一般有：室外排热装置(冷却塔或干式液体冷却器)、水泵、以下情况可以省略这些系统中的任一系统。例如，当CDU的流体直接 cessingEnvironments)”等，为各种系统及其设计要求提供了更详细的资料。设施冷却系统2.1概述2.1.1灵活性全面的灵活性时常会受到集中站房内管道分布系统的限制。当数据中2.1.2可扩展性2.1.3安装、调试、运行简单调试是一种有效的策略，用于验证冷却系统是否能按原先计划的要求运行，因此每项工程均应考虑。在“数据通信设备中心设计研究(Design中，为设备冷却系统的冷却服务提供了有用的信息。本章介绍正式调试活动的五个步骤：设计意图；性能要求(由项目小组确定);业主的计划文件；设计文件基础；项目调试计划。这些步骤包括了制造商验收测试；现场部与控制系统(EnergyManagementandControlSystem—EMCS),系统控制楼宇自动化系统(BuildingAutomationSystem—BAS)以及火灾报警系统。第2章设施冷却系统|9应组建包括信息技术(IT)和设施中各部门的配置管理小组或管理委员会，2.1.4维护与故障排除便捷制装置、传感器和大型设备所需的通道。在集中机房内，可设置升降机、楼宇的业主应考虑有一个计算机化维护管理系统(Computerize的输出会随时间呈现变化趋势，可用于系统诊断和故障排除。EMCS的数替代800RT。此外，在楼宇冷却分布回路和两次回路中可安装流量计与压10|数据通信设备中心液体冷却指南2.1.5可利用性与可靠性·N+1——满容量+1台机组·N+2——满容量+2台机组为0.4%、1%、2%,ASHRAE有统计的设计数据。在典型年中，超过兰大(Atlanta),相应于0.4%、1%、2%工况的干球温度分别为93.9F在N+2冗余的情况下，即使有一台机组在停机维护，但仍然还有一第2章设施冷却系统|112.2设备设施冷却设备的内容很广，很多资料可在ASHRAE的“Handbook”2.2.1冷水机组冷水机组是指能生产以冷水为冷却输出或终端产品的机械制冷设备HVACSystemsandEquipment第38章(ASHRAE2004a)”。冷水机组为冷却楼宇而生产的冷水温度一般为42～45T(5.5～7℃),冷水可以是100%的水，或是水与乙二醇的混合物(如管路位于非空调冷水机组的一种基本分类方法是依据它的排热方式(风冷或水冷)。对图2.2和图2.3)。绝大多数风冷型冷水机组位于室外较冷的环境空气风冷冷水机组较热的环境空气图2.2风冷型冷水机组流程图第2章设施冷却系统|13图2.3组装式风冷冷水机组典型图大气中。若受空间或其他条件限制，风冷型冷水机组的组件可与排热组件水冷型冷水机组采用了称为“冷却水回路”的第二个液体回路。如图2.4所示，冷却水回路一般接至开式或闭式冷却塔(蒸发排热装置)。图2.4水冷型冷水机组通用流程图冷水机组的外形如图2.5所示。根据单位冷量所耗电量和配置形式，水冷冷水机组的效率较当量的风冷冷水机组的效率高很多。更多资料见图2.5水冷型冷水机组冷却塔是一种利用蒸发冷却的排热设备(见图2.6)。冷却塔有各种形冷却塔图2.6冷却塔通用流程图第2章设施冷却系统|15图2.7架高平台上的直接式冷却塔值较大的环境空气图2.8直接式或开式回路冷却塔流程的环境空气却塔图2.9非直接式冷却塔流程对于数据中心或有其他重要任务的设施，应考虑在现场蓄水。首先，时冷却塔失水。大型数据中心蓄水罐的大小应相应于24～72h的现场补水量，可为10000到大于1000000加仑。其次，冷水储存能提供应急供冷的冷源。将冷水机组站房依赖UPS供电是非常昂贵的。储存冷水能短时供冷，使冷水机组不用UPS。若持久断电，则冷水机组仍然需由应急发电机有关水泵的基础资料见“2004ASHRAEHandbook—HVACSys-temsandEquipment第38章(ASHRAE2004a)”,管路系统在手册的同一卷第12章。第2章设施冷却系统|17在工况允许时，水侧经济器循环常利用换热器将冷却水系统中的能量传递给冷水系统。顾名思义，换热器是将热量从一个输入流体传给另一个输入流体的传热装置。较冷的输入流体离开换热器时温度比进入时稍高，而较热的输入流体离开换热器时温度比进入时稍低。图2.10简单表示了这一过程；图2.11表示一个典型的板式换热装置。图2.10换热器换热过程简图图2.11保温的板式换热器第3章设施管路设计一般来说，确定和以后审视管路构架基本方案是看它在设施空间受限情况下的有效性。例如，从管路的角度看似乎很好，但它的管路安排也许·如果管径为6英寸，则管位断面可以为2×6英寸或1·如果管径为18英寸，则管位断面可以为2×18英寸或36×36英寸。第3章设施管路设计|213.3.1异程系统(见图3.1)负荷图3.1异程管路原理2)系统缺点3.3.2同程系统(见图3.2)图3.2同程系统原理同程系统的原理是要内在地建立一个有自平衡要素的管网。要获得这样的平衡是让离冷水站房最近的管路所供的负荷有最远的回水管路，反之亦然。它主要是使回水管流动平行于为建筑物内各负荷提供流量的供水管的流动，这样使任一给定负荷的供、回水管综合长度接近相等，也就建立(1)可靠性稍差，只有一个冷源。(3)费用较异程系统稍贵(即需要的管道较多)。3.3.3干管回路系统第3章设施管路设计|23液体可以向两个方向流动，从理论上说，在回路的中点有一个“无流量3.3.4单端头直接供水回路(见图3.3)负荷负荷负荷图3.3单端头直接供水回路(2)由于有两条管路通向负荷，故较同程与异程系统增加了系3.3.5有公共跨越支管的单端头回路(见图3.4)图3.4有公共跨越支管的单端头回路类似前例(见图3.3),采用了相同的单一端头回路构架，但两者的差1)系统优点(2)具有自平衡性。2)系统缺点(1)增加了系统费用。3.3.6有专用跨越支管的单端头回路(见图3.5)例(见图3.4)的跨越支管，但间接连接的负荷是由增加的若干跨越支管来图3.5明显地表明，此种回路构架有许多跨越支管，所以，若增加(2)具有自平衡性。2)系统缺点3.3.7双端头直接供水回路(见图3.6)26|数据通信设备中心液体冷却指南负荷图3.6双端头直接供水回路第3章设施管路设计|27(4)每一管段和未来的设备可在系统不停运的情况下检修。3.3.8有公共跨越支管的双端头回路(图3.7)负荷负荷负荷负荷负荷负荷图3.7有公共跨越支管的双端头回路如前所述，这种管路构架与有公共跨越支管的单端头回路(见图3.4)(1)具有高度可靠性。(4)每一管段和未来的设备可在系统不停运的情况下检修。(5)具有自平衡性。(1)增加了系统费用。3.3.9有专用跨接支管的双端头回路(见图3.8)图3.8有专用跨接支管的双端头回路同样，这种管路构架与有专用跨越支管的单端头回路(见图3.5)的主(4)每一管段和未来的设备可在系统不停运的情况下检修。2)系统缺点(1)增加了系统费用。3.4冷水站房管路布置冷水站房的设备有各种配置。例如，冷水机组可以串联或并联布置，有不同的负荷优先方案。泵送流量的业主或使用者必须进行工程分析，以图3.9是一个典型解耦的冷却水3.4.1冷水管径选择的负荷，而不是架空地板处的平均、冷水机组图3.9冷却水系统/冷水系统的泵送配置图3.4.2回路切断阀故障第一个系统)或设置两组切断阀。御地震，直径大于1/4英尺的机械系统与消防系统的管道可用支架保护，数据通信设备液体冷却方法第1章简述了液体冷却工艺不同配置的几个示例。更重要的是，第1柜内部更详细的内容见4.2节，该节讨论了风冷和液冷的数据通信设备。4.1液体冷却机架和机柜概述为是采用液冷。图4.1～图4.7介绍了机架/机柜级冷却。图4.1是一台基图4.1表示了一个单纯的风冷机架或机柜。尽管本书主要论述液冷，图4.2表示了从冷水系统(CHWS)或冷却水系统(CWS)中直接获取工作冷液的风冷和液冷组合的机架或机柜。根据第1章的定义，该机架或机柜被称为液冷是因为冷液跨越了设施与机架或机柜之间的界面。有一种冷却电子设备的方法是采用带冷液的风冷装置，大部分废热是通过一个位于机架后门处的换热器被冷液带走；另一种方法是将冷液输送给处理器中的局部冷却器(某些呈冷却板形式),用于平衡被风冷的电子设备的散热量。上述方法只是许多不同方法中的两种，不应理解为只有两种可能的方法。机架、机柜或数据通信设备内有关配置的更详细内容将在4.2节中叙述。值得注意的是：由于这种配置无处放CDU,不能在需要时将冷流体的温度提高到露点温度以上，所以对冷凝问题很空气或空气机架机架或基础空气空气图4.2风冷与液冷组合冷却的机架或机柜图4.3表示了一种单纯液冷的机架或机柜。这种装置的一第4章数据通信设备液体冷却方法|33气—液体换热器的全封闭机架。更详细的内容见4.2节。与图4.2相似，在图4.3的配置中，由于无适当位置放CDU,不能在需要时将冷流体的温或图4.3液冷机架或机柜(侧视图)图4.4所示是一个有外置CDU、风冷与液冷组合冷却的机架或机柜。备。这种配置方式除了其他与图4.2相似外，只是在输送冷流体的设施(CHWS或CWS)与机架或机柜之间增加了一个CDU。采用这种方法可让机架机架或空地板空气图4.5表示了一个单纯的液冷机架或机柜。该配置方式与图4.3以及有外置CDU的图4.4的配置方式相似。图4.5有外置CDU的液冷机架或机柜图4.6与图4.7是本节中将要讨论的最后两种配置方式。这些配置方式与图4.4和图4.5有许多相同之处。一个明显的差别是图4.6与图4.7内容将在4.2节中论述。空气空气或设施冷液基础空气图4.6有内置CDU、风冷与液冷组合冷却的机架或机柜或图4.7有内置CDU的液冷机架或机柜4.2风冷与液冷数据通信设备概述4.1节涉及了建筑设施与机架或机柜之间的外部互接，本节探讨机架图4.8风冷/液冷机架内开敞式风冷数据通信设备荷，减少了热空气循环量。换热器可以安装在机架或机柜的门上，或沿着气流的任何位置上。但无论哪种情况，都应该考虑换热器的有效性以及冷凝问题，尤其是将换热器设置在数据通信设备上游的配置方式。此外，如果通过换热器的空气压力降非常小，就不需要附加风机来获得必要的空气循环量。图4.9展示了一种还是仅用空气作为冷却介质进入数据通信设备内的的风量通过系统。为了冷却数据通信设备，这种配置方式如图4.1配置那图4.9液冷机柜内封闭式风冷数据通信设备泵任选回液供液图4.10液冷机架内液冷数据通信设备图4.11表示在图4.10系统中增加了用计算机房空气来冷却。鉴于各种不同的热源及其不同的形式，我们期望这种配置方式将更多地被应用，这是因为气流穿过组合体、不均匀几何体时以空气来补充比用水更容易。图4.12的布置更进了一步。与图4.11相似，该图所示为一种风冷与液体换图4.12液冷机架内封闭式风冷与液冷数据通信设备图4.13和图4.14展示了机架或机柜内采用了蒸气压缩循环换热器。图4.13中采用了一个内置的数据通信设备冷却系统——DECS;在图4.14图4.13采用蒸气压缩系统的液冷机架内的液冷数据通信设备回液供液图4.14采用蒸气压缩循环的液冷机柜内的风冷数据通信设备或冷却水系统(CWS)中由设施调节的流体，在某些情况下，由计算机房的空调风加以辅助。当采用直接蒸发(DX)系统时，设施调节的流体将是温度较高会有热故障的危险和使其寿命缩短，另外还有降低能耗费用的第4章数据通信设备液体冷却方法|394.3冷液分配装置(CDU)概述度(颗粒和化合物成分)。图4.15～图4.20中的CDU配置都表明冷液温度器旁通来获得。如果TCS或DECS中的冷液是制冷剂或非导电流体，则CDU也可以设计成用于调节冷液。输送给CDU的机架级冷液或设施级冷以及CDU所处的级别(例如，是在数据通信设备内部还是在机架/机柜内2)隔离。它可以将电子设备与CHWS或CWS回路中“严酷”的设施3)用冷液的灵活性。采用CDU对环路进行分离，为用户提供了使用图4.15～图4.20表示了目前CDU配置的一些形式。其中有一处没有图4.15～图4.16表示了CDU设置在数据通信设备内部的配置方式；图40|数据通信设备中心液体冷却指南图4.15表示了CDU设置在数据通信设备内部的一种方式。该数据通CDUCDU边界与图4.15相似，图4.16也表示了CDU被置于数据通信设备内部的一图4.17与图4.6、图4.7一样表示了CDU是在机架或机柜内部的一种配置方式。图4.17所示的CDU装置是由一个液体一液体换热器、于排除溶剂和水的化学物质旁通过滤器以及一个颗粒过滤器组成。内置CDU常用制冷剂或非导电流体作为冷却流体，这些流体需另加过滤器。这种配置方式也可连接一个或多个控制CDU运行的控制器，控制器可以利用位于数据通信设备、机架、设施级中的传感器输入。虽然图中表示的是一个液体一液体换热器，但这种配置方式也可采用液体一空气换第4章数据通信设备液体冷却方法|41图4.16设置在数据通信设备内部、采用液体—液体换热器的CDU图4.17设置在机架或机柜内部、采用液体一液体换热器的CDU与图4.17相似，图4.18表示了如图4.6、图4.7所示，CDU设置在图4.19表示了一种如图4.4与图4.5那样，CDU设置在机架外并位于供设置冗余水泵用)以及一个膨胀罐组成。CDU与设置在数据通信设备、机架/机柜及设施级的一个或多个控制器进行通信，这些控制器可以控制CDU的运行。CDU可能，但未必会采用风冷冷凝器。这种“可能又未必”机柜和数据通信设备与CHWS或CWS回路中的设施级冷水隔离开来，否图4.18设置在机架或机柜内部、采用液冷冷凝器和蒸气压缩系统的CDU泵泵图4.19以设施为基础、采用液冷冷凝器的CDU图4.20表示了一种如图4.4和图4.5那样，CDU设置在机架外并位于进行通信。类似图4.20,这种配置方式可能，图4.20以设施为基础、采用液冷冷凝器和蒸气压缩系统的CDU供应给CDU的电源也需要用UPS备用，它将使数据通信设备连续工作，第5章冷水系统冷却基本要求5.1建筑设施冷水系统(CHWS)图5.1和图5.2表示了远程排热的外置式液冷机架的界面。此界面位于设施CHWS回路的边界处，且并不影响由供冷设备与数据通信设备制造商控制与管理的TCS或DECS回路。但是，CHWS回路处界面的明确将影响与内在设备有关的数据通信设备制造商和设施操作人员。因此，本节将详细介绍此界面的全部主要参数。此外还应注意，CDU中的冷液回路或机柜外置基础基础46|数据通信设备中心液体冷却指南基础基础或空气体(见5.2节非冷水系统),肯定会有不同的设计和运行要求。由数据中心运行要求在数据通信设备或CDU入口处检测到的冷水供水温度变化率，每冷水流量图5.3恒定热负荷时的典型冷水流量硬水(沉淀物大于15格令/加仑)0.0006;流速考虑48|数据通信设备中心液体冷却指南气。无颗粒水的流速对管束及附件的损坏较小。表5.1提供了每年运行8000h的系统中冷水管道的最大流速。柔性管内的流速应保持在5ft/s最大流速要求表5.1管道尺寸最大流速(fps)最大流速(m/s)765各种柔性管5表5.2给出了液冷系统运行的水质要求。在此推荐读者参阅“2003ASHRAEHandbook——HVACApplications第48章”,该章名为“水处推荐限值pH值缓蚀剂需要硫化物硫酸盐氯化物细菌总硬度(如CaCO₃)蒸发后的沉淀物浊度<20NTU(浊度计测定)铝的腐蚀经常以凹痕的形式显现。一般来说，水的pH值低于例如有碳酸钙、泥沙等。结污与流体中的颗物体细菌会制造黏性物并破坏亚硝酸盐。细菌也与金属点腐蚀有关。特殊的细菌能极大地增强金属点腐蚀，它们在管道连接处及应力很大处有在高pH值的水中存活。当检测到每毫升有10个生物体或更多时，应采取补救措施。需氧菌在有氧环境中生活和生长，常以能沾污设备的黏质物来显示它的存在。当检测到每毫升有1000个生物体或更多时，应采取补救措施。(2)过量的铁离子是腐蚀增强的迹象，表示现有的腐蚀产物经化学处(3)如果锰的浓度大于0.1ppm,则说明锰的存在也很重要了。(4)在采用了软化水设备后，若水的总硬度大于或等于10ppm,则说明造成高硬度的物质旁通了软水装置，软水装置再生不正常，或说明存在50|数据通信设备中心液体冷却指南湿润材料要求5.1.2接管考虑.案。在此示例中，位于数据中心周边的冷水管道向各CDU供水。这些第5章冷水系统冷却基本要求|51一个方案是，这些装置如图5.4所示仅作分布用，它分配来自数据中心周图5.4数据中心内CDU的位置——方案1系统在线时，冷水管路就应放空气。冷水管路的压力不得超过100psi数据通信机架图5.5数据中心内CDU的位置——方案252|数据通信设备中心液体冷却指南需要将管道接至CHWS回路或CDU的大多数数据通信设备制造商通符合ISO7241-1系列B标准的“工业互换式”流体偶接用接头。如今使用外，在界面处应安装用于检测、控制如冷水压力、温度和流量等的仪表，5.1.3电气考虑服务于CDU装置(见图5.1与图5.2)的电源与连接在本质上必须具有源输入的内置电源供电。采用此电源的内置变压器与配线按需分离电路，源供电。一般来说，向机柜供电的回路中至少有一路是由不间断电源(UPS)作备用的。当市政电源发生故障时，UPS可向机柜提供连续电源。用冷水冷却的机柜通常依靠建筑物的基础设施提供冷水。不管冷源来自楼宇的集中式冷水机组还是来自专用的冷水机组，为了确保连续供冷，连续的冷水供应看来是必需的。从电气角度看，为了确保冷水供给机柜换热器，循环水泵及其控制系统也应由UPS供电。是利用专供机械站房的单独UPS还是与供给计算机的电源是同一个UPS,应取决于要采用的电气5.1.4监控要参数(流量、压力、温度等),并将这些数据传输给设备运行负责人。在重要的设施一般采用技术先进的楼宇自动化系统(BAS),该系统有时如XML、SOAP等标准协议进行通信。伴随着对主要基础设施与IT运行这股力量中的一个领导组织为oBIX,或“开放式楼宇信息交换(前称CABAXML/网路服务指导委员会)”,它是一个构架信息标准推进组织(OASIS)的技术委员会。液冷硬件、机架和基础设备的制造商得到鼓励，可接受的范围、警戒状态值、警报值和任何自动关闭信号值(如存在),并在可能的场合，应采用“即插即用”的设计理念，使供应商的产品容易设置、安装到现存的机架或监控系统的构架内。计算机和服务器制造商应利用已在位的原有网络和通信设备，让它们的硬件与企业进行通信，作为一种手段将液冷参数、与环境有关的其他参数，以及其他用途的特殊数据一起传至IT部门。它们也应有便捷的手段将基础设施中的专有系统(BAS)直接与其硬件相连，直接检索相同的环境参数。有关监控标准的合作正在融合，很好的示例就是正在引入电气中的的需求，催生了新的脱钩器产品。它不但能通过每个输出口监视供电量，而且具有控制每个输出口ON/OFF状态的能力。这些智能化装置能够通过现有的企业LAN/网络进行通信，因此就不需要为每个相关的机柜单独安装BASLAN。许多“smart”脱钩器也可增加环境传感器，使断路器数据能与机柜内部数据进行通信。通过在企业LAN与BASLAN之间提供一个5.1.5可靠性与可利用性架内。对于封闭型机架来说，虽然这样的装置一般采用N+1或有更好的8)传感器——温度传感器、压力传感器、流量传感器和液位传感器均4)水量平衡——数百台液冷机架配置将形成很复杂(与目前的一般系第5章冷水系统冷却基本要求|57·接头与配件——不合理维护的水质将导致在接头和配件处产生污6)冷凝——设施提供的冷水温度可能低至39F(4℃),此温度值低于(ASHRAE2004b)。设备供应商应关注此问题，且在设计中予以考虑。如果希望运行温度低，则应对冷凝问题进行仔细研究。对于配置换热器的7)地震事件——如果无足够的应力释放措施，则地震会导致接头损失误。对于一个液冷系统，不小心中断机架供水会导致机架停机(可能损建议一种行事方法，培训在成功配置液冷系统中起到关键作用。通常情5.1.6调试系统之间的边界(见图1.1中的CHWS),在正常和故障工况下，所有设备的冷水并不是向数据中心提供冷却的仅有选择。图5.6和图5.7表示了该系统的优点及设计建议将在本节中论述。更多的技术信息可查阅2004ASHRAEHandbook-—HVACSystemsandEquipment第38章。空气或空气图5.6向机架或机柜提供冷液的CDU(DX装置)机架机架或机柜(DX装置)空气图5.7机架或机柜内的模块化CDU(DX)装置5.2.1风冷冷凝器碍物或相邻装置的距离应不小于5ft(出版者注：约1.524m),且应始终遵5.2.2制冷剂配管直接膨胀系统的有效性和可靠性依赖于系统的制冷剂冷凝侧与空气处理侧之间的互接管。如果互接管没有正确地设计与安装，运行方面的问题1)布管简单而直接，可减少系统制冷剂量；以最短的路线布置从蒸发2)限制包括垂直吸气管和液态立管在内的管路总长。当液态制冷剂顺4)不需要设置立管存液弯。如果立管规格合理，能保持一定流速，则7)向蒸发器方向每10ft管长设置lin.的坡度，以避免装置不在线工作12)需要用电磁阀来防止在压缩机停机时液态制冷剂注入蒸发器，在压缩机重新启动时防止迟滞。电磁阀也可防止虹吸作用，此虹吸作用会使13)为了可量测性，应考虑设热气旁通阀。当设备开始启动尚未形成液冷基础设施对工艺冷却系统的要求6.1基于水的工艺冷却系统该回路的一个示例见图6.1(同图4.4),其他示例见图4.5～图4.14。机架机架或空气空气如图4.6和图4.7所示。6.1.1运行要求ments-ASHRAE2004b(数据处理环境热指南)”中规定：1级环境的房间一种手段是控制冷液温度高于1级环境规定的房间空气露点温度17℃;另一种手段是使受控的供液温度可调，它高于测得的房间露点温度某一固6.1.2水流量TCS回路的水流量由这类设备的制造商确定。图6.2表示了在给定热图6.2TCS回路在热负荷恒定时的水流量第6章液冷基础设施对工艺冷却系统的要求|63管径最大流速(fps)最大流速(m/s)765各种柔性管5表6.2给出了TCS回路中冷液质量的推荐值。若水质参数超出了表中更换水指南参数推荐限值缓蚀剂需要灭菌剂需要续表参数推荐限值硫化物硫酸盐氯化物细菌总硬度(如CaCO₃)导电率总悬浮物蒸发后的沉淀物浊度<20NTU(浊度计测定)TCS回路的补水源对于一开始有一个清洁的系统并予以保持是非常重要的。利用CWS(冷却水系统)回路作补水源的系统可以很好地运行，但如路少。虽然冷却塔在有机物含量为100000CFU/mL或更多时仍可有效运行，但当TCS回路中的菌落数超过1000CFU/mL时，须立即采取补救6.1.5湿润材料要求6.1.6监测6.2非基于水的工艺冷却系统6.2.1运行要求高露点温度为63F(17℃)。保持供液温度高于露点温度可采用两种手段：一种手段是控制冷液温度高于1级环境规定的房间空气露点温度17℃;另一种手段是使受控的供液温度可调，它高于测得的房间露点温度某一固6.2.2液体要求设计所用的制冷剂或非导电流体的具体流量、流速与质量，应由制冷系统的制造商提供。参考文献ASHRAE.2004a.2004ASHRAEHandbook—HVACSystemsandEquipment,Chapters13,35,36,38,and39.Atlanta:AmASHRAE.2004b.ThermalGuidelinesforDataProcessingEnvironments.Atlanta:AmericanSocietyofHeatingASHRAE.2005aDesignConsiderationsforDatacomEquipmentCenters.Atlanta:AmericanSocietyofHeating,RefrigeratingandAir-Condition-ASHRAE.2005b.DatacomEquipmentPowerTrendsandCoolingApplica-tions.Atlanta:AmericanSocietyConditioningEngineers,Inc.Beaty,D.,andR.Schmicenterconsiderations.ASHRAEJournal46(12):42-46.ASHRAEJournal47(12):52-55.nextcentury.ProceedingsoftheInternationalSymposiumonLowPowerElectronicsandDesign,IEEE,HuntingtonBeach,CA,pp.100-105.Chu,RC.2004.Thechallengesofelectroniccooling;Past,currentandfuture.JournalofElectronicPackaging,TransactionsoftheASME126(4):Delia,DJ.,T.C.Gilgert,N.HGraham,U.RG.Kemink,G.C.Maling,R.F.Martin,K.P.MoR.R.Schmi