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      如何用好數據中心的冷卻塔
      添加時間:2016-9-24 20:49:24

       數據中心是信息處理的集中場所,包含有成百上千的電子設備,這些電子設備非常嬌貴,需要常年在恒溫恒濕的環境中。只有在這種環境中,設備才能高效地運轉,并在生命周期內故障率維持在較低水平。為了保持數據中心機房內部恒溫恒濕,必須建立一套完善的空調系統,通過空調保持機房內部的恒溫恒濕。采用冷凍水作為空調冷源是絕大部分數據中心采用的冷源方式,冷卻塔是水冷冷水機組系統的重要組件,本文就來說一說如何用好數據中心的冷卻塔。

      冷卻塔裝置一般為桶狀,故名為冷卻塔。冷卻塔用水作為循環冷卻劑,從數據中心吸收熱量排放到大氣中,以降低水溫的裝置。通過冷卻塔可以冷卻數據中心并把廢棄的熱量排放到大氣中。冷卻塔有各種尺寸,簡單的冷卻塔有房頂高,巨大的冷卻塔占地面積可達數千平方米。一個數據中心安裝多大尺寸的冷卻塔主要取決于需要清除的熱量總量和其它相關的因素。冷卻塔的基本工作原理是很容易理解的,數據中心通風的空氣從正確的角度吹向滴下來的水,當空氣通過這些水滴的時候,一部分水就蒸發了,由于用于蒸發水滴的熱量降低了水的溫度,剩余的水就被冷卻了。這種方法的冷卻效果依賴于空氣的相對濕度以及壓力。蒸發的水的總量隨著濕度的下降而增加,剩余的水的溫度也隨著下降。換句話說,濕度越低,冷卻塔的冷卻效果就越好。冷卻塔有封閉塔和開式塔兩種,開式塔冷卻水直接冷機循環,閉式塔采用換熱方式,冷卻水不與外界接觸,開式塔結構簡單、造價低;閉式塔維護量小,結垢小,成本高。作為大型數據處理集中場所的數據中心,機房都是全封閉環境,一般冷卻塔也采用閉式塔較多。

      冷卻塔作為數據中心主要的降溫部件,作用不可小覷,用好冷卻塔不僅可以確保數據中心保持恒溫恒濕的機房環境,也能降低運維的成本。冷卻塔運轉起來到處都要花費,比如設備的維護、電費、水費、各類添加劑等,這些工作如果做不好,將給數據中心帶來沉重的運營負擔。就拿我們居住的環境來說,一個新建小區,各種消防設施都是好的,也有樓外的專用消防通道,但是隨著小區使用的時間增長,各類消防設備都需要周期性更換,否則這些設備就是擺設,真要發生火災也起不到滅火作用,消防通道也可能被各種車輛占滿,發生火災時消防車根本無法進入。對于冷卻塔也是如此,要做大量的維護工作,以保證冷卻塔的正常運行,這里就有不少的使用技巧。

      首先,最大的開銷就是耗水耗電,尤其是重要的數據中心,有系統冗余需求,建有蓄水裝置,以確保在斷電的情況下,可持續運行冷凍水系統,這樣冷卻塔更加耗水耗電。冷卻塔耗水主要是因為蒸發、飄溢、排污三個環節產生的,采用閉式塔可以大大降低耗水,另外冷卻塔盡量保持封閉性,各個管道、塔內都要進行周期性檢查,發現破漏及時修補,這樣可大大降低水的蒸發;如果數據中心的整體環境保持的比較好,那么排污的次數可大為降低,有效減少水的使用量。冷卻塔因為有水泵,這樣形成水壓,水才會流動,從而帶走數據中心產生的熱量,這樣冷卻塔建的位置越高,水泵的功率就可以設計得越小,一般都建議將冷卻塔設計到樓頂上,采用自然降落的方式,有效節省水泵的耗電。另外如果數據中心內部溫度條件比較好,冷卻塔內的溫度與數據中心內的溫度相差不大,也可以有效降低耗電,不過這個不好控制,需要對數據中心內部的設備和布局做詳細設計,采用降低耗電。

      其次,設備的維護。像閥門、管線這些易耗品,需要周期性地更換,以便保證密封性。冷卻塔的泵、噴淋水、傳導管、塔壁等部分,都需要進行周期性檢查,長期運行的冷卻塔冷卻效果會逐漸降低,這樣冷卻效果大打折扣,所以要及時對這些部分進行檢查和維修,這些人力和物力費用也不低。這部分的費用支出是必要的,為確保冷卻塔的冷卻效果,設備維護工作必須做細做精。影響冷卻塔工作的故障部件必須立刻換掉,存在的一些潛在隱患,可根據冷卻塔的運行狀態綜合評估,意圖就是花最小的費用,讓冷卻塔繼續高效地運行。

      第三,各種添加劑。冷卻塔運行時間久了,內部各個管道、塔壁會形成一定污垢,這些污垢若不及時去除,影響冷卻塔的冷卻效果,所以周期性地進行排污不可缺少,這樣就需要借助各種添加劑來去除,比如去除藻、除垢、防凍,冷卻塔內的空間很大,如果全面排污非常耗費去污劑,可以采用內部探測技術,對污點進行精確定位,指定位置去污,這樣可以大大節省添加劑的使用,而且這些添加劑本身對冷卻塔也有一定的腐蝕作用,要盡量少用為好。

      不難看出,用好冷卻塔,不僅可以長期穩定保持數據中心內部恒溫恒濕的環境,還能有效節約數據中心的運營成本,降低數據中心的能耗。安裝冷卻塔的最初成本肯定比安裝那些沒有冷卻塔的傳統冷卻系統高得多。但是,這肯定是一次性的成本,每一年節省的成本將不斷增加,這比單純采用空調系統的冷卻方式要節約得多。在一段時間里,冷卻塔肯定能夠節省大量金錢和珍貴的能源。當然,在炎熱和濕度大的情況下,傳統的冷卻系統仍是需要的。

      在氣溫不太熱的時候使用冷卻塔更加節能。數據中心最好是采用兩套系統,雖然初期建設成本較高,但從長遠看,兩種系統混合搭配應用能夠取得最佳的節能成本效果。

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