任玉迎

摘 要 隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，對于數(shù)據(jù)中心機房的需求要來越大。面對目前出現(xiàn)的大量云服務(wù)器以及大數(shù)據(jù)運算，過去的小型數(shù)據(jù)機房已經(jīng)不能滿足網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要，因此大型數(shù)據(jù)中心的建立就成為了必然，但是針對數(shù)據(jù)中心機房的建立還是存在一定程度上的限制，其中核心問題在于散熱問題。眾所周知的是數(shù)據(jù)中心機房是由大量計算機組成，計算機內(nèi)部的核心處理器和硬盤內(nèi)存等原件在運行過程中會釋放大量的熱量，而這些熱量如果不及時排出將會嚴重影響服務(wù)器運行，導(dǎo)致問題的發(fā)生。

關(guān)鍵詞 制冷系統(tǒng)；空調(diào)制冷；數(shù)據(jù)中心

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）183-0029-02

1 數(shù)據(jù)中心機房制冷系統(tǒng)應(yīng)急措施的作用

對于數(shù)據(jù)中心機房來講，其組成主要是由計算機組成，其熱量的產(chǎn)生主要是由于電流通過具有電阻的元件時會發(fā)生能量轉(zhuǎn)換，電能的一部分轉(zhuǎn)化為熱能，因此在計算機高速運轉(zhuǎn)的過程中將會產(chǎn)生大量的熱能，而往往數(shù)據(jù)中心機房為了穩(wěn)定性會建立在室內(nèi)，這就導(dǎo)致大量的熱量存積在一個房子之內(nèi)，熱量無法得到有效地釋放則會使得溫度繼續(xù)升高，而計算機內(nèi)部的CPU、硬盤、內(nèi)存等在長期高溫的狀況下運行不僅僅會影響運行速度，同樣會發(fā)生電子遷移現(xiàn)象，導(dǎo)致使用壽命的大幅度縮減，因此降低數(shù)據(jù)中心機房的溫度不僅僅可以保證服務(wù)器的運行質(zhì)量和速度，同時可以降低對于數(shù)據(jù)中心內(nèi)部計算機的維護檢修費用。

如何才能降低數(shù)據(jù)中心機房的問題是一直以來的討論熱點，在計算機內(nèi)部安裝單獨散熱系統(tǒng)和在機房室內(nèi)安裝整體散熱系統(tǒng)都是行之有效的辦法，這就涉及到了數(shù)據(jù)中心機房制冷系統(tǒng)的構(gòu)建問題。

所謂的制冷系統(tǒng)是在正常狀態(tài)下所采用的制冷系統(tǒng)，而制冷系統(tǒng)的應(yīng)急措施則是在突發(fā)情況下，需要服務(wù)器進行超負荷運轉(zhuǎn)的情況下，可能會出現(xiàn)比正常運轉(zhuǎn)情況下更多的發(fā)熱量，這就要求制冷系統(tǒng)不僅僅要具有一個應(yīng)對數(shù)據(jù)中心正常運轉(zhuǎn)發(fā)熱量的處理情況，同時也要備有針對特殊情況數(shù)據(jù)中心發(fā)熱量不正常的處理方案。

2 數(shù)據(jù)中心機房制冷系統(tǒng)應(yīng)急措施主要類型

對于目前數(shù)據(jù)中心機房制冷系統(tǒng)最為常見也是效果最好的包括了空調(diào)制冷系統(tǒng)、液冷制冷系統(tǒng)以及液氮制冷系統(tǒng)，這3種方式各自都具有其優(yōu)點與劣勢。

2.1 空調(diào)制冷系統(tǒng)

空調(diào)制冷系統(tǒng)顧名思義是采用在數(shù)據(jù)中心所在的房屋內(nèi)安裝大型空調(diào)的方式，全天候運轉(zhuǎn)空調(diào)，降低室內(nèi)溫度的一種制冷系統(tǒng)，這種方式是一種被動式散熱方式，其是通過降低空氣的問題，從而降低整個室內(nèi)溫度，眾所周知的是空氣的比熱容是屬于比較較低的，這就意味著空氣的導(dǎo)熱性能并不好，為了更生動的表現(xiàn)出來，筆者將采用舉例子的方式進行說明。當空氣溫度達到40℃，計算機滿載狀態(tài)下內(nèi)部溫度通常是在70℃左右，采用空調(diào)制冷系統(tǒng)進行散熱，可以迅速將空氣溫度降低至15℃，而此時計算滿載狀態(tài)下的內(nèi)部溫度仍然可以達到40℃左右，這說明了空調(diào)制冷系統(tǒng)可以有效降低空氣溫度，但是由于空氣的導(dǎo)熱性能十分低，從而導(dǎo)致計算機元件的溫度沒有得到有效的降低，其利用效率比較差，但是通過數(shù)據(jù)仍然可以看出空調(diào)制冷系統(tǒng)能夠降低數(shù)據(jù)中心內(nèi)部溫度，這說明空調(diào)制冷系統(tǒng)可以用于數(shù)據(jù)中心的日常制冷系統(tǒng)，但是空調(diào)制冷系統(tǒng)因為空氣導(dǎo)熱性能低這一原因，會發(fā)生當空氣溫度低于15℃后，很難有效再繼續(xù)降低空氣溫度，因此在特殊狀況下，服務(wù)器需要超負荷運行，由此產(chǎn)生超出的熱量，通過空調(diào)制冷系統(tǒng)已經(jīng)十分困難再次降低溫度，這說明空調(diào)制冷系統(tǒng)不適于用作數(shù)據(jù)中心機房的應(yīng)急制冷系統(tǒng)。

2.2 液冷制冷系統(tǒng)

液冷制冷系統(tǒng)是采用冷凝液等摻加有防凍防腐物質(zhì)的特殊液體作為散熱媒介，其是憑借水體具有高度的導(dǎo)熱性能，這也是源自水具有較高的比熱容，能夠快速吸收熱量并能有效釋放出去，采用液冷系統(tǒng)散熱對數(shù)據(jù)中心機房的內(nèi)部走線布局有著較高的要求，因此在采用液冷制冷系統(tǒng)時，對于數(shù)據(jù)中心機房的建設(shè)要進行充分的建設(shè)規(guī)劃，預(yù)留出足夠的管道布局空間，方便液冷管道進行布局，通常情況下采用上管道與下管道兩種方式進行液冷管道的鋪設(shè)，兩者各有各的優(yōu)點，上管道既指將液冷管道布局在房屋上層天花板下層，而下管道則是將管道布設(shè)入房屋的地面之中。液冷制冷系統(tǒng)主要是由外圍的冷水機組、冷卻塔、冷凍水泵、冷卻水泵以及液冷末端組成，通過測試表明液冷系統(tǒng)在日常運行狀態(tài)下可以有效降低數(shù)據(jù)中心機房的計算機元件溫度，并且存在一定程度上的散熱盈余，這就代表著當出現(xiàn)特殊情況，服務(wù)器超負荷運轉(zhuǎn)之時，采用液冷制冷系統(tǒng)，還是可以有效地將熱量排除，保證服務(wù)器的順利運行，但是液冷技術(shù)仍然存在一定的問題，就是冷卻液的滲漏問題，因為電子元件的特殊性，不能與液體進行接觸，否則通常會導(dǎo)致電路的短路，嚴重時會損壞整個數(shù)據(jù)中心機房，因此一旦冷卻液發(fā)生滲漏，則將會嚴重影響整個數(shù)據(jù)中心的運行，導(dǎo)致嚴重的運行事故，給公司造成不可挽回的損失，因此對于液冷制冷系統(tǒng)的應(yīng)用要按時對管道以及液冷口連接處進行檢查檢修，確保不會發(fā)生冷卻液泄露的情況，確保數(shù)據(jù)中心運行的穩(wěn)定性。

2.3 液氮制冷系統(tǒng)

液氮是液態(tài)的氮氣，這種物質(zhì)十分穩(wěn)定，是一種惰性物質(zhì)，不會發(fā)生燃燒等特殊情況，正常壓力狀態(tài)下液氮的溫度為-196℃，其在氣化過程中能夠吸收大量的熱量。采用液氮進行散熱可以說無論是什么情況下的數(shù)據(jù)中心發(fā)熱量都可以輕松的排除，絕對不會存在計算機過熱而降低運算速度的情況。

液氮制冷系統(tǒng)常常是針對極端環(huán)境下的數(shù)據(jù)服務(wù)器運行情況，因為其迅速的降溫特點，一般不適用與數(shù)據(jù)中心的日常運行，因此在數(shù)據(jù)中心機房的一般運行中不建議適用液氮制冷系統(tǒng)，正常運行中所發(fā)出的熱量完全不需要液氮制冷系統(tǒng)進行散熱，但是在特殊情況下，尤其是服務(wù)器需要嚴重過載運行，計算機CPU需要超頻長期運行的特殊情況下，為了防止放生電子元件的過熱斷電以及電子元件表面融化的情況，就可以采用液氮制冷系統(tǒng)進行散熱，其可以迅速降低整個數(shù)據(jù)中心機房的溫度，保證服務(wù)器運行的穩(wěn)定性。

3 針對數(shù)據(jù)中心機房制冷系統(tǒng)應(yīng)急措施總結(jié)

數(shù)據(jù)中心機房最重要的屬性是穩(wěn)定，對于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器尤其是重要行業(yè)數(shù)據(jù)運行服務(wù)器來講，服務(wù)器發(fā)生一次運行事故都會導(dǎo)致幾百萬、幾千萬的重大金錢損失，甚至?xí)l(fā)生數(shù)據(jù)丟失等情況，因此在數(shù)據(jù)中心機房的建設(shè)與設(shè)立過程中最需要考慮的就是特殊情況的發(fā)生，其中很重要的一個情況就是過熱問題。

經(jīng)過上文對空調(diào)制冷系統(tǒng)、液冷制冷系統(tǒng)以及液氮制冷系統(tǒng)的介紹，可以得出一個簡單的結(jié)論。針對數(shù)據(jù)中心機房的日常使用可以采用空調(diào)制冷系統(tǒng)或者液冷制冷系統(tǒng)，而針對數(shù)據(jù)中心機房的散熱應(yīng)急措施，盡量采用液冷制冷系統(tǒng)以及液氮制冷系統(tǒng)共同作用，這是從制冷系統(tǒng)的散熱效能高低上進行劃分的。但是這3種制冷系統(tǒng)都是具有各自的優(yōu)點與缺點，因此在選用制冷系統(tǒng)時，選用單獨的制冷系統(tǒng)總會出現(xiàn)一些難以避免的缺點，采用兩種及兩種以上的制冷系統(tǒng)聯(lián)合散熱才是保證數(shù)據(jù)中心機房穩(wěn)定性的最好方式。針對一般情況下的制冷系統(tǒng)應(yīng)急措施的選用可以采用日常運行制冷采用空調(diào)制冷方式，而在應(yīng)急措施下應(yīng)采用液氮制冷方式，根據(jù)不同的具體情況進行有針對性的選擇使用。

4 結(jié)論

面對目前越來越高的服務(wù)器需求量，建立更多的數(shù)據(jù)中心機房是應(yīng)有之義，但是在建立之初已經(jīng)要規(guī)劃好一個合理科學(xué)適當?shù)闹评浣鉀Q方案，保證數(shù)據(jù)中心運行的穩(wěn)定性，提高數(shù)據(jù)存放的安全程度。

參考文獻

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