每個數(shù)據(jù)中心都有自己的特點，因而也沒有什么可以完全套用于任何一個數(shù)據(jù)中心的技術(shù)方案。本篇文檔主要討論在數(shù)據(jù)中心制冷節(jié)能方面的一些基本原則和技術(shù)問題。在此基礎(chǔ)上，每個不同的數(shù)據(jù)中心可以做出自己的節(jié)能方案。
但是這種假設(shè)有下面的不確定因素：
1、機房空調(diào)沒有使用可變量(VAV)風(fēng)扇的情況下，空調(diào)的制冷效率決定干空調(diào)機的數(shù)尺。隨著每機柜的熱密度大大提高，按照相識定律(*注2)得出，匹配式制冷系統(tǒng)的效率并不能顯著提高。
2、匹配式制冷系統(tǒng)是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心熱交換過程中額外的一個步驟。這個步驟加在數(shù)據(jù)中心冷卻水循環(huán)和水冷機組冷卻水循環(huán)之間的，因此提高送風(fēng)溫度并不能提高水冷機組的制冷效率和增加自然冷卻的時間。
3、根據(jù)達西·魏斯巴赫理論，水管的長度和容積會降低水管內(nèi)的壓力，所以這些管道會大大影響數(shù)據(jù)中心內(nèi)的空調(diào)機的制冷效率和減少自然冷卻的時間。
4、當把冷送風(fēng)和熱回風(fēng)徹底隔離之后，匹配式制冷系統(tǒng)能夠提供相當干機房空調(diào)機在冷水節(jié)能器相同的自然冷卻的時間。但是在空氣節(jié)能器或熱交換轉(zhuǎn)輪節(jié)能器是不能有著相同的自然冷卻時間。而這兩種節(jié)能器都是目前世界上廣泛被使用的節(jié)能器。
可持續(xù)的數(shù)據(jù)中心節(jié)能改進項目應(yīng)從如下幾點考量：
1、在等級1的數(shù)據(jù)中心中可以使用精確匹配式制冷系統(tǒng)，但必須使用可調(diào)節(jié)風(fēng)旦風(fēng)扇來滿足服務(wù)器的熱密度。但在等級2的數(shù)據(jù)中心應(yīng)避免使用。比如在數(shù)據(jù)中心內(nèi)，有些機柜的熱負載為60%，有些為80%，而另外的為30%。這時，匹配式制冷系統(tǒng)的風(fēng)量為(.603,.803and.303)，綜合下來這些風(fēng)扇的平均的效率只有25%左右。
2、在考慮并發(fā)性的冗余和無停機維修性時，我們需同時考慮空調(diào)機的制冷效率和冗余條件。比如在熱負載為120噸的數(shù)據(jù)中心內(nèi)，N十Z的冗余標準下我們配備6臺30噸的空調(diào)機。相比之下，當我們只開其中4臺空調(diào)機時，6臺全開時的每臺空調(diào)機只使用了67%的送風(fēng)或30%的能源使用率。比起只開4臺空調(diào)時的100%的使用率，全部6臺空調(diào)全開時全部空調(diào)45%的送風(fēng)效率或每臺只用了30%的送風(fēng)效率。按照相識定律，我們大大浪費了能源。
3、精確匹配式制冷系統(tǒng)將制冷系統(tǒng)和機柜緊密相連，我們不得不考慮它的冗余性能和維護性。我們必須安裝一套獨立的備用匹配式制冷系統(tǒng)或安裝獨立的機房空調(diào)系統(tǒng)以備不時之需。
4、當使用密閉冷通道等手段來制冷時，為了達到冗余的桔求，我們必須將機房空調(diào)機加在UPS上。這是我們需考慮UPS的可操作性和效率。
精確匹配式制冷和隔離冷送風(fēng)/熱回風(fēng)一樣有著節(jié)能的效果，可以減少冷風(fēng)浪費現(xiàn)象并通過加大熱回風(fēng)的溫度來提高空調(diào)機的制冷效率。在使用變頻空調(diào)和可調(diào)節(jié)風(fēng)量風(fēng)扇時，我們可以利用相識原理來節(jié)省能源的使用。此外，我們需盡可能的使用自然冷卻來獲得最大的能源節(jié)省。精確匹配式制冷和隔離冷送風(fēng)/熱回風(fēng)這兩種方式都在使用冷水節(jié)能器時，獲得巨大的節(jié)能效應(yīng)。但是在使用空氣節(jié)能器或熱交換轉(zhuǎn)輪時，隔離冷送風(fēng)/熱回風(fēng)的方式則有著更大的優(yōu)勢。綜上所述，節(jié)能與否取決于溫差，管道的設(shè)計，冷卻器和蒸發(fā)器的設(shè)計和流三等等因素決定，所以最終我們必須全面的考三一個有持續(xù)發(fā)展性的需求并且綜合考呈每一個元素。
1、按布置位置分類
根據(jù)布置位置的不同，可將空調(diào)末端分為房間級、列間級和機架級。
1.1 房間級空調(diào)末端
房間級空調(diào)末端主要為機房專用空調(diào)末端，設(shè)置形式為在機房的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置專門的空調(diào)區(qū)域，其內(nèi)布置機房專用空調(diào)末端?？照{(diào)末端送風(fēng)方式可分為下送風(fēng)和上送風(fēng)2種。而機房專用空調(diào)末端下送風(fēng)方式是通過靜壓箱自下而上輸送冷風(fēng)，是目前最常用的一種空調(diào)末端方式。房間級機房專用空調(diào)末端的連續(xù)耗能運轉(zhuǎn)部件為風(fēng)機，出于節(jié)能考慮，主流廠家均配置具有內(nèi)置控制器后傾式電子控制換向電動機的風(fēng)機，即EC風(fēng)機。
1.2 列間級空調(diào)末端
列間級空調(diào)末端根據(jù)布置位置的不同，又可分為列間空調(diào)末端和頂置空調(diào)末端2種。
列間空調(diào)末端布置在機架的列間，前側(cè)出風(fēng)，水平吹向機架，經(jīng)過機架前門并對設(shè)備供冷后，經(jīng)機架后門再回風(fēng)至空調(diào)后部。
頂置空調(diào)末端的換熱盤管敷設(shè)于機架上方，機架熱空氣經(jīng)機架后部流出后，經(jīng)頂置空調(diào)盤管冷卻，冷空氣回到機架進風(fēng)處。
較房間級空調(diào)末端來說，列間級空調(diào)末端的氣體輸送距離短、所需風(fēng)壓小，同時配置EC風(fēng)機，可顯著降低風(fēng)機功耗。一般需同時采用封閉冷通道（或熱通道）措施，優(yōu)化氣流組織，減少混風(fēng)時造成的損失。
1.3 機架級空調(diào)末端
機架級空調(diào)末端更貼近機架熱源，并與IT機架緊密結(jié)合。機架級空調(diào)末端安裝在機架前門或背板，形成前門空調(diào)末端及背板空調(diào)末端。為保證空調(diào)末端氣流組織的均勻性，制冷前門或背板上一般需敷設(shè)多個直流風(fēng)機，每個風(fēng)機風(fēng)量較小。
2、按冷媒分類
根據(jù)冷媒的不同，可將空調(diào)末端分為冷水型和熱管型。
1）冷水型空調(diào)末端
冷水型空調(diào)末端將冷水引入機房，即空調(diào)末端換熱盤管中的制冷劑為冷水。采用冷水型空調(diào)末端，因冷水進入機房內(nèi)部，需加強防水、檢測、報警、排水等措施。
2）熱管型空調(diào)末端
熱管型空調(diào)末端換熱盤管中的制冷劑為氟利昂（或其他相變工質(zhì)），通過換熱器將冷水冷量換熱給相應(yīng)制冷劑，同時該換熱器也作為制冷劑的冷凝端，而換熱盤管即為其蒸發(fā)端，依靠制冷劑相變來實現(xiàn)傳熱。
熱管型空調(diào)末端的特點是冷水不進入空調(diào)末端換熱盤管，按制冷劑是否需要動力來區(qū)分，可分為無動力熱管型和有動力熱管型。熱管型空調(diào)末端的冷凝端和蒸發(fā)端有一定高差，該高差引起的密度差若可以作為制冷劑相變循環(huán)的動力，則該熱管型空調(diào)末端為無動力熱管型空調(diào)末端；若不能，需增加輸配裝置氟泵，則該熱管型空調(diào)末端為有動力熱管型空調(diào)末端。本文工程應(yīng)用中提到的為無動力熱管型空調(diào)末端。
3）空調(diào)末端分類
將空調(diào)末端按照布置位置、冷媒類型組合后，便得到了表1的幾種空調(diào)末端形式。
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