本章具体介绍了数据中心造冷系统的种类及道理，和各自的优弊端。

• 空调的种类

舒服空调拥有较低的显热负荷能力。上图是通经常见舒服空调，这种空调重要部署在人类活动且人类产生潜热的处所。

通常拥有单一的恒温器和温度节造，没有湿度节造，通常也不足加湿和去湿的节造能力，目前有些家用空调可能去湿。由于以上原因，这种空调重要部署在办公室和家庭中，在整年24幼时利用的情况下其寿命通常不超过3年。过滤器部门通常更多地
；た盏髌髯陨淼哪诓，而不是
；て渲副昵蛎馐艹景Ｓ跋，因而它们不足适合的过滤能力，除非装置了额表的传感器，不然这些装置通常短缺远程节造和监控接口。

精密空调拥有高显热负荷能力，极度适合推算机房产生的热量类型。

精密空调拥有优良的温度节造和加湿能力，并提供精确和不变的冷却能力，配有适当的过滤器，不仅能够
；た盏魃璞缸陨，还可以为推算机房提供足够的过滤。精密空调设计和造作合用于陆续运行，与舒服空调相比，是在推算机房环境中部署的极度好的选择，它们通常拥有极度好的监控接口职能，便于远程监控各类参数。

 

第二节 造冷道理

空调的根基道理很单一，通常由两部门组成：

蒸发器Evaporator：某种大局的冷酶液体流过格栅，在格栅的一侧暖空气进入，通过格栅冷酶将带走热量，因而格栅的另一面会很风凉。

冷凝器Condenser：能量不能只是出现或隐没，它总是必要转换，所以热量通过蒸发器排出，肯定随着另一种介质到了某个处所，这就是通过冷凝器实现的。这个单元把将热量提取来，让另一种介质（通常是空气）带走。

空调整体的工作道理示意图

造冷道理：

空调压缩机是在空调造冷剂回路中起压缩驱动造冷剂的作用，通常装在室表机中
？盏餮顾趸言炖浼链拥脱骨槿±淳顾鹾笏偷礁哐骨淙茨，通过散热片散发出热量到空气中
？盏餮顾趸恍莨ぷ，就不休地把低压区一端的热量吸收到造冷剂中再送到高压区散发到空气中，起到调骨气温的作用。

空调造冷剂Coolant：造冷剂是造冷循环的工作介质，俗称冷媒，利用造冷剂的相变来传递热量，既造冷剂在蒸发器中汽化时吸热，在冷凝器中凝固时放热。?当前能用作造冷剂的物质有80多种，最常用的是氨、氟里昂类、水和少数碳氢化合物等。在IT环境中最常用的造冷剂是R-22。由于臭氧亏损的环境问题，有些国度要求使用代替造冷剂，如R-134a。有的是混合造冷剂，由两种造冷剂组成。

造冷剂的一些个性：

• 环境敦睦，不粉碎臭氧层。
• 毒性低。
• 不成燃，空气中的可燃极性低。
• 化学和热不变性高。

第三节 常用造冷系统

机房空调(CRAC)依照是否自带冷源方式能够分为直接膨胀式（DX）和通冷型(CW)

• 直接膨胀式（DX）：DX机组自身拥有造冷系统，任何使用造冷剂和蒸发器盘管的系统都能够称为DX系统。其中DX机组按冷凝器冷却单元分歧又分为：风冷机组、水冷机组、乙二醇机组。
• 通冷型(Chilled Water)：CW机组自身不带造冷系统，必要利用冷水机组提供低温冷源。

风冷式机房空调宽泛利用于各类规模的IT环境中，成为中幼型机房的重要造冷产品。?这种类型的系统时时作为DX系统或分离系统，在空气冷却系统中，造冷循环的一半组件位于空气冷却系统中的推算机房空调（也称为CRAC单元），其余在室表空气冷却冷凝器。DX系统（直接膨胀系统）直接使用造冷剂作为冷却介质。蒸发器内的造冷剂直接从用于指标空间的空气中吸收热量。

利益：总体成本便宜，容易守护。

弊端：必须在现场装置造冷剂管路，只有正确设计的管路系统，仔细思考IT环境和室表环境之间的距离和高度变动，能力提供靠得住的机能。凭据技术规范，数据中心内的CRAC与构筑物表部的冷凝器之间的距离应维持在限度的领域内。多个推算机房空调不能衔接到单个风冷冷凝器，每个CRAC必须有自己的冷凝器。

部署场所：通常用于配线柜室，推算机房和中幼型数据中心，拥有中等可用性要求的处所。

空气冷却独立直接膨胀系统

独立系统将造冷循环的所有部件封装在一个表壳中，热量随着热气流（约49°C）从独立系统中排出，这股热空气必须从IT室传送到室表，以确保推算机设备的正常冷却，构筑的空调系统必须有足够的能力来处置这种额表的热负荷，吸入的空气（经过冷凝器铜管成为热废气）也应从机房表部供给。独成家内系统通常容量有限，必要额表的空间来包容所有的造冷循环部件和治理废气所需的大型空气管路。

利益：室内独立系统的装置成本最低，所有造冷循环组件都蕴含在一个单元内，并经过工厂密封和测试，系统实现最高靠得住性。

弊端：冷却能力低，不拥有极度好的调节能力，并且不属于精密空调，拥有温度和湿度节造颠簸的问题，因而通常分类为舒服空调。

部署场所：配线间、尝试室环境和中等可用性要求的推算机房，有时用会用于建复数据中心的过热点。

流体冷却-乙二醇

这种类型的系统将所有造冷循环组件封装在一个表壳里(如独立系统)，但是用一个别积幼得多的热互换器取代了重大的冷凝盘管。热量互换器使用流动的乙二醇从造冷剂中网络热量并将其从IT环境中运走。冷却器使用电扇使得室表空气通过温暖的乙二醇填充的盘管，热量因而被带走并排除在表部大气中。该步骤是两阶段过程，使用空气和水的组合来排出热量。

利益：整个造冷循环蕴含在推算机房空调装置内，和拥有一样的占地面积要求的分体式风冷系统相比，原工厂的密封和测试使其拥有最高的靠得住性。乙二醇管路能够比造冷剂管路(风冷系统)运行更长的距离。在寒冷的处所，冷却液中的乙二醇能够冷却到10°C以下的温度，能够绕过CRAC装置中的热互换器并直接流到专门装置的节能器盘管(节能器包办了蒸发器)。因而，能够关关造冷循环并使空气通过节能器盘管，节能器盘管里充斥冷却的乙二醇，来冷却IT环境。?这个过程被称为天然冷却，使得机房运营成本降低。

弊端：与风冷DX系统相比，额表必要的组件增长了资金和装置成本，必要守护系统内乙二醇的容量和质量。? ? ???

部署场所：推算机房和拥有中等可用性要求的中幼型数据中心。

水冷

水冷系统与乙二醇冷却系统类似，所有造冷循环组件都位于机房内的空调内。水冷系统使用水回路(冷凝水)包办乙二醇来网络和传输热量，通过冷却塔将热量排放到表部大气中，冷却塔将来自IT环境的温热的冷凝器水喷洒到冷却塔顶部的海绵状资料上，水扩散开来，当它滴落并流到冷却塔的底部时，它们中的一些会蒸发掉，通过海绵状填充资料底部吸入空气，从海绵状资料抽出湿热空气，连同IT室内的热量排放到室表环境中。冷凝水回路和冷却塔通常不是仅为水冷机房空调系统的使用而装置，它们通常是较大系统的一部门，也常用于舒服空调等。

??利益：所有造冷循环组件都蕴含在推算机房空调装置内，原工厂密封和测试使其拥有最高的靠得住性。冷凝器水管路能够很容易地长距离运行，一个冷却塔能为很多推算机房空调机组和其他设备提供服务。在租赁的IT环境中，构筑物冷凝水的使用通常比冷冻水便宜。

弊端：冷却塔、泵和管路系统的初始成本较高。由于频仍的清洁和水处置要求，守护成本极度高。? ??? ? ??

部署场所：合用于中高可用性要求的幼型、中型和大型数据中心，并且可与其他构筑系吐洫合使用。

冷冻水Chilled water

在冷冻水系统中，造冷循环的部件从推算机房空调系统重新定位到称为冷水机的装置中。冷却器的职能是产生冷冻水(冷冻至约8℃的水)。冷冻水从冷却器泵送到位于IT环境中的推算机室空气处置器(CRAH单元)，CRAH通过从IT机房中抽出温暖的空气，流过充斥循环冷冻水的冷水盘管来冷却空气(除去热量)。

 

冷冻水

在冷却器处，从返回的冷冻水中移除的热量通常被排放到冷凝器水回路以便运输到表部大气。冷冻水系统通常是共用的，被很多推算机房空气处置器共用，通常用于冷却整个构筑物。

利益：与拥有一样占地面积的推算机房空调相比，推算机房空气处置器通常成本更低，部件更少，并且拥有更大的除热能力。冷水管路回路能够很容易地长距离运行，并且能够从一个冷却装置工厂为很多IT环境（或整个构筑物）提供服务。

弊端：对于低于100kW的IT负载的部署，冷冻水系统通常拥有最高的本钱成本。CRAH通
；岽邮葜行目掌腥コ菴RAC更多的水分，在很多气象前提下必要更多资金来加湿房间。

自由冷却

自由冷却是通过使用天然冷却的空气或水包办机械造冷来降低构筑物或数据中心的空气温度的步骤。在某些季节或者一天中的某些功夫，在很多纬度和海拔高度的环境，出格是在干燥，风凉的气象前提下，室表空气能够比数据中心设备所必要的空气更冷。通过将寒冷的室表空气直接过滤和加湿，或加热等处置送到数据中心，能够在大无数工作功夫内削减或解除机新蜂却的使用。

本章内容部门参考《The Different Technologies for Cooling Data Centers》White Paper 59， by Tony Evans。