今天我们一起来了解下模块化机房空调，看一看相对于普通的机房空调，它到底有啥不一样？
什么是模块化机房？
首先来了解下，什么是模块化机房？
所谓的模块化机房，它是可以将大型数据中心分割成若干个独立模块，每个模块各自集成机房的所有功能，包括机柜、配电柜、UPS、精密空调、动环监控系统、冷通道、电池柜等产品，形成一个模块化一体化产品，每个模块都可以根据建设规模、功率负载、资源配置的标准进行设计和施工。尤其是随着IT设备需求的不断发展，可以按需增添独立模块，从而实现快速建设，快速复制已有的数据中心。
说得更简单直白一点：就是组建机房像搭积木，快速简单便捷有效。
模块化机房特点
1、部署速度快、简易。
工厂预制部件，现场组装，通常部署周期只需要几周时间；
相比之下，建造常规的数据中心通常需要几个月；可支持水泥地面，无须防静电地板安装。
2、设计精准、高效制冷。
占地面积小，常规数据中心占地一般是微模块数据中心3倍以上；
采用密闭冷热通道隔离技术，避免冷热气流的混合，冷量按需分配；制冷靠近热源，减少送风距离和提供能效。
3、节能减排，降低运营成本。
微模块数据中心PUE低，制冷系统节能效果显著。
4、模块化架构，灵活扩容。
采用模块化的部件和统一的接口标准，支持模块以单/双机架为单位灵活扩展；按需分配，单机柜功率密度支持从3kW~25kW/机架平滑升级。
企业可以按照自己当前的需求定制模块化数据中心，并可伴随业务发展需求，逐步扩张数据中心规模，这意味着企业可以在未来拥有数倍计算能力，而不会对现有数据中心的功能或设计带来任何影响。
5、智能监控，精细管理。
机柜级能耗监控及故障告警功能，支持本地及远程监控；监控平台具有开放性及可扩展性；友好的人机交互界面。
6、投资灵活，按需部署。
模块化机房通过模块化、定制化的设计，帮助用户在初建阶段降低成本，并通过后期运营阶段对IT设施进行集中管理来控制能耗；除此之外，采用这一建设方式还可帮助企业用户提高空间和设备利用率、减少无谓的人力资源消耗，从而有效控制了数据中心的综合运营成本。
模块化机房空调
1、最大的特点：高密度、智能化
传统数据中心采用地板下送风方式，每机柜设置1-2个出风口，每个风口出风量为500-800m3/h，以12℃的送回风温差计算，单台机柜空调制冷量最大为3kw-5kw，无法解决高密度服务器的散热问题，难以满足单机柜5kW以上的高密度机柜散热。
模块化机房采用行间空调就近水平送风、封闭冷/热通道的方案，送风和回风都在较小范围内，气流组织相互不干扰，这样可大大提高制冷效率，行间空调通过点对点精确制冷，将冷量直接送至服务器机柜，确保了对高密数据中心制冷能力的支持，支持单机柜功率最高可达10kW以上。
2、和传统机房空调对比
如附图1所示模块化机房空调分为电控&器件模块、制冷模块，各制冷模块的结构和功能相同且相互独立。
而传统的机房的空调结构形式大体可以分为两种：
1、制冷模块1蒸发器和模块2蒸发器分别左右一个“V/A”放置，见附图2;
2、“/”型盘管结构，特点是盘管为从左到右为一整片，而制冷系统1和系统2的布置又分为系统1/2上下布置及系统1/2里外叠放，见附图3。
由于模块化设计主要是机房空调室内机的模块化，所以本文只分析模块化机房室内机空调的节能，我们假定压缩机不变和室外冷凝温度不变(假定冷凝温度为48摄氏度)。那么按照这两个方向分析：
1） 由于压缩机不变，从逆卡诺循环看，提高蒸发温度可以提高单位质量流量制冷量，同时提高蒸发温度会减小压缩机吸入口的比容，可以提高系统的制冷剂质量流量，二者叠加会有效的提高制冷量。但蒸发器温度的提高对压缩机的输入功率影响很小。所以提高蒸发温度提高制冷量的最有效手段。
2）减少总输入功率主要是压缩机功率和室内风机功率，由于压缩机的输入功率的最主要影响因素是冷凝温度，基于我们假定恒定冷凝温度，我们目标可以锁定在室内机的功率。
综上所述：理论上提高EER，针对室内机需要集中力量解决的是提高蒸发温度和降低室内机风机功率。
提高蒸发温度需要增加蒸发器的换热：
1.提高蒸发器面积(与占地面积矛盾);
2.在维持风机功率不变或减少的基础上提高风量;
3.提高蒸发器空气侧气流分配均匀性;
4.提高蒸发器制冷剂分配均匀性。
而要在维持风量不变或者提高的基础上降低室内风机功率：
1.建立室内空调空气侧机内阻力(机内阻力包含过滤网阻力，盘管阻力，机内流道阻力);
2.提高风机效率。
结合以上的理论分析，机房空调室内机模块化设计的节能优势就体现出来了。
从附图1可以看到：
1. 由于电控&制冷器件独立模块，单位占地面积蒸发器面积比“V/A”型可以提高5~10%，比 “/”型可以提高10~15%左右。同时基本所有器件被安置在独立模块中，会导致整个机组的流道阻力会降低100Pa以上，也减少气流不均匀性的影响。
2. 模块化上下送风空调的过滤网是贴合蒸发器放置，与传统的空调上送风过滤网门置和下送风顶置有着很大的区别，过滤网面积是传统的机房空调的2 ~2.5倍。大家都知道过滤网的空气阻力与迎面风速平方成正比，所以模块化空调的过滤网空气侧阻力可以从200~300Pa减少至60Pa左右(基于蒸发器的迎面风俗在2.2m/s)。由于过滤网贴合蒸发器放置，相当于使空气在进入蒸发器前天然增加一个均流器，进一步提高蒸发器的空气侧分配均匀性。
3. 模块化的空调的蒸发器为前后“W/M”放置，每个制冷模块中包含一组“V/A”蒸发器，风机居中放置，“V/A”蒸发器中的两片换热器的空气侧完全对称，空气侧的风速分布完全均匀。
再看附图2中，“V/A”型结构天然会导致前后两个系统的换热器空气分配不均，系统1和系统2的运行参数会不同。再看附图3“/”型的由于盘管会比较长，相对风机的最远端和最近端的差距太大，导致整个蒸发器的空气侧分配的不均匀性。模块化结构盘管的空气侧CFD分析附图5，两侧盘管风速及均匀性良好。
4. 由于模块化结构天然空气侧分配均匀性以及过滤网的均流效果，加上分配毛细管的优化，各制冷模块的蒸发器各回路回气温度的差异在±2℃，这意味着制冷剂分配非常均匀。制冷剂侧分配可以进一步提高蒸发器温度以及系统稳定性，同时可以进一步提高空调的显热比。
5. 模块化机房空调的较小空气侧阻力的特点，可以优化风机的工作点，在相同风量情况，大大的降低风机输出功率。以100kW空调为例，传统的机房空调风机输入功率为6.6kW左右，模块化机房空调的风机输入功率为5.0kW左右.
6. 模块化机房空调的大蒸发器以及高制冷剂分配均匀性的特点，制冷系统的蒸发器温度在8.5~9.5℃，与传统机房空调的6.0~7.0℃相比是一个较大的跨越。
标签： 机房空调
