摘　要：本文以北京市某超算数据中央项目为例，讲解了超算数据中央空调及关连工艺策画摆设，以及超算数据中央和惯例数据中央在工艺安排上、空调摆设取舍上的比拟，并提议了响应的法子。

关键词：超算数据中央工艺策画空调策画节能

引　言

　　

近几年，跟着科技及数据中央行业的进展，以及众人对筹划速率的请求提升，机柜中刀片数目和节点数目持续增加，为了知足高速筹划的请求，超算数据中央获得了快速的进展。超算数据中央具备多发烧量，低散湿量，关连配套用房发烧量也很大，其空调负荷特征为负荷量大，部分热门较多，经过惯例的空调方法，譬喻：房间级空调、行间空调、背板式空调等曾经没法知足机柜的操纵须要，因而，液冷空调及液冷机柜能就近制冷，很好的处理了超算机柜发烧量大、部分热门的题目。

　　本文以北京市某超算数据中央的空调策画摆设为例，对超算数据中央空调策画举行剖析，以便为从此的同类项目做参考。

1、工程详情

　　

该工程位于北京市，超算部份总开发面积m2，地上两层，地下两层，此中：超算机房位于地上两层，关连变配电间、制冷机房等配套用房位于地下两层。该工程超算机房总用电量kW。

　　超算机房安排平面图详见图1：

图1超算数据机房平面安排图

2、超算数据中央的特征

　　

超算机房由筹划机房（由筹划节点柜、高速网络柜及动环设立机柜构成）、高压直流配电间、保存与办理机房、变配电室、测试及充液机房构成。由于大型超算数据中央负荷加大，在供电窘迫且知足本质操纵须要的处境下，对超算机房各个成效分区举行梳理，此中的筹划节点机柜、响应的高压直流配电柜、AI设立机柜也许断电重启，也许单电源供电。此中央部份：高速网络柜、保存办理机柜及为其配套的列头柜均应采纳双电源供电，且一起为UPS供电，后备工夫至少为30min。

　　按照《数据中央策画范例》GB-[1]中，惯例数据中央主机房的操纵面积可按照下式筹划：

A=SN 　　（1）

　　式中：A为主机房的操纵面积，m2；S为单台机柜（架）、大型电子消息设立和列头柜等设立占用面积，可取2.0m2～4.0m2/台；N为主机房内一切机柜（架）、大型电子消息设立和列头柜等设立的总台数。

　　该项目各个成效房间面积见表1。

表1超算机房各房间面积

　　由表1也许看出：

　　（1）超算机房由于配置液冷空调，采纳一拖二的构架，空间占用比普遍的数据机房要多，同时单机柜占用面积增大，有助于室内热量排出。

　　（2）变配电室面积约为m2，1kW机柜电量所占的变配电室面积为0.3m2/kW。超算数据中央1kW机柜电量所占的变配电室面积为0.07m2/kW，所占面积缩小。剖析可得，由于超算机房筹划节点机柜、响应的高压直流配电柜、AI设立机柜采纳单路供电，而惯例数据机房采纳双路供电，且一起为UPS供电，因而1kW机柜电量超算所占面积比惯例数据机房较小[2]。

3、超算机房空调系统策画

　　空调室内策画参数见表2[3-4]：

表2超算机房室内策画参数

　　超算机房设立参数见表3：

表3超算机房设立参数

　　各空调系统冷热负荷见表4：

表4空调冷热负荷

　　

超算中央由于负荷量较大，末尾空调式样对照多，有淹没式液冷CDM柜、冷板式液冷CDM柜、行间空调、房间级精细空调等，为了知足设立散热须要，按照不同的空调式样，供给不同的空调系统及不同的冷冻水温度。该工程空调供回水温度共4类，离别为7//13℃、55/49.5℃、12/18℃和35/43℃。此中：低温冷事理大楼办公区供给，夏令供冷（7/13℃），冬天供热（55/49.5℃），要紧肩负该超算机房区的新风负荷+走廊冷热负荷。中温冷冻水冷源（12/18℃）由地下冷源机房内的离心式冷水机组供给，要紧肩负超算机房区的行间空调、房间级精细空调等的负荷，共配置离心式冷水机组，单台制冷量为kW共3台，2用1备。中温冷却水冷源（35/43℃）由冷却塔+板式换热器供给，单台板式换热器换热量为kW，共6台，6用，板式换热器和冷却塔为一双一配置，要紧肩负淹没式液冷CDM柜、冷板式液冷CDM柜的负荷。

　　为了保持超算机房及保存机房内的安宁度的请求，斟酌设立对房间的散热，配置了多联机系统，知足人员对处境温湿度的请求。该工程按照不同房间，共配置三套多联机系统知足安宁度须要。

（1）中温冷冻水系统

　　该超算机房中温冷冻水冷负荷为.7kW，共配置离心式冷水机组，单台制冷量为kW共三台，两用一备，冷冻水供回水温度为12/18℃，冷却水采纳冷却塔散热，供回水温度为33/38℃，斟酌到系统整年供冷运转的须要，冷却塔选型要按照北京整年极其最高湿球温度31℃的处境下，冷却水温为33/38℃来选型，所选单台冷却塔策画状况下的轮回水量为m3/h。为了保证该系统不接续供冷的须要，在空调系统中配置了三个灵验容积为70m3的闭式卧式蓄冷罐，通常为蓄冷状况，当市电毛病时，柴发机组并机告竣以前，知足15分钟全负荷供冷量的须要。该系统冷却塔、冷却水泵、离心式冷水机组、板式换热器、一次冷冻水泵均为逐一双应配置[4]。

　　充足斟酌节能须要，该系统有三种运转工况：电制冷工况、部份免费供冷工况、集体免费供冷工况。电制冷工况：当室外为夏令时，集体采纳离心式冷水机组供给冷量，经过开式冷却塔散热的方法供冷。部份免费供冷工况：采纳冷水机组+板式换热器+冷却塔做为冷源供冷，按照室外湿球温度变动，采纳冷却水经过板式换热器对冷冻水举行预降温处理，实行部份天然冷却供冷，缩小呆板制冷能耗。过渡季可供给30%～70%天然冷却供冷。集体免费供冷工况：优先采纳办公区热泵机组冷水供冷，在知足热泵机组向全楼供热的同时，机房区供冷不够部份，采纳机房区冷却塔做为增加冷源。机房区冷水供/回水温度为12/18℃，全楼热泵机组开水供/回水温度55/49.5℃，机房区冬天冷却塔出入水温度14.3/10℃。

　　为保证数据中央系统用水的牢靠性，配置冷却塔补池塘，补池塘按照12小时冷却水补水量的请求配置。补池塘的蓄水量为m3的蓄池塘。

（2）中温冷却水系统

　　该超算机房中温冷冻水冷负荷为kW，为超算机房的要紧负荷。中温冷却水系统末尾空调夏令供回水温度为35/43℃，冬天供回水温度为29/21℃。由于该部份负荷量较大，水温较高，斟酌空调系统节能及节用开发空间等归纳要素，肯定该系统采纳冷却塔+板式换热器供冷的式样。斟酌15%的备份须要，单台板式换热器换热量为kW，共6台，6用，冷却塔共6台，供回水温度夏令供回水温度为33/41℃，冬天供回水温度为16/24℃，策画状况下单台冷却塔的轮回水量为m3/h。板式换热器、冷却塔、冷源侧冷却水泵、用户侧冷却水泵均为一双一配置。

　　空调水系统一次侧和二次侧均为环状配置，知足系统柔软、平安运转的须要，该系统冷却塔配置于一层大地，其余设立等分配置于地下两个换热站内。

　　中温冷却水空调系统图见图2：

图2超算数据机房中温冷却水空调系统图

　　

由于超算机房负荷变动处境对照大，且负荷处境和操纵性质有很大的瓜葛，因而，在系统取舍上，要充足斟酌系统柔软运转的特征。本系统在充足斟酌上述处境的前提下，将冷却水泵均做变频管束，且冷却塔和板换的取舍也尽管小模块运转，云云对系统平安性和柔软性均有对照好的运转成绩。

　　该系统整年冷源为冷却塔供冷，在冬天要斟酌冷却塔防冻请求，按照本质运转负荷，合适预留备份冷源，将其余冷却塔放空，在备份冷却塔上也要斟酌冷却塔和管路的电伴热及采纳带风机回转成效的冷却塔等方法，防备冷却塔凝结，没法运转的危险产生。

4、超算机房和惯例数据机房的策画处境的汇总

　　

超算机房和惯例数据机房配置处境有下列不同：

　　（1）超盘算算节点柜是经过液冷CDM空调柜来供冷，液冷CDM空调在供冷的同时，准时会释放出制冷剂气体，每个机柜均有一个放气管，在透风策画时，要充足斟酌气体的排放处境。

　　（2）超算机房由于机柜自己发烧量较大，对领域处境的散热量较大，因而，在超算节点机房策画时，要充足斟酌机柜对领域处境的散热，本工程采纳多联机的系统式样，为处境供冷。

　　（3）超算机房筹划节点机柜由于负载较大，电缆较多，要充足斟酌电缆的散热，若电缆为下进线时，要充足斟酌架旷地板下及关连强电井内电缆的发烧量。

　　（4）超算机房配套的高压直流配电柜的负荷较大，要按照其本质散热负荷处境，斟酌不同的空调式样。本工程由于高压直流配电柜单机柜发烧量约为15kW，且最高温度不超出40℃，因而，空调末尾采纳热管式背板空调，经过换热器实行冷媒和中温冷冻水的换热，进而处理了机柜热门和分身节用开发空间的宗旨。

　　（5）超算机房尽管总负载量对照大，然而筹划节点为单路供电，和惯例的数据机房相对照，不异负荷所占的变配电室面积较小。

5、结语

　　由于近几年超算数据中央持续进展，由最后的十几千瓦到目前的一百多千瓦，往后或者再有更多荷载的超算机柜涌现，因而，超算机房的策画及关连的节能题目也是急需协商的课题。在超算机房由于具备负载量跨度对照大，且运转中负荷变动处境与其所处的行业范例关连，因而，不能一律而论，要在知足其最大操纵负荷的处境下，充足斟酌设立的最低负荷，以及系统柔软运转的特征。

参考文件

[1]GB-数据中央策画范例[S].北京:华夏摆设出书社,.

[2]GB-民用开发供暖透风与空气调理策画范例[S].北京:华夏开发产业出书社,.

[3]王晶.上海超算中神思房根底设备开发与办理[J].开发电气,,30(9):69-72.

[4]华夏开发策画协商院·暖通空调·动力[M].北京:华夏摆设出书社,.

起原：《开发热能透风空调》

做家：华夏开发策画协商院有限公司王玉峰陈露

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