數(shù)據(jù)中心該選用何種制冷架構(gòu)一直困擾著數(shù)據(jù)中心業(yè)主及設(shè)計人員。這是因為影響數(shù)據(jù)中心制冷架構(gòu)的因素繁多，比如：數(shù)據(jù)中心的地理位置、數(shù)據(jù)中心的大小、機(jī)柜功率密度、投資成本、運行成本等等。施耐德電氣最新開發(fā)出的一款權(quán)衡工具：《數(shù)據(jù)中心制冷架構(gòu)選擇器》，該工具是基于數(shù)據(jù)中心的基本屬性，客戶喜好以及一些限定條件，推薦可供選擇的制冷架構(gòu)。每種架構(gòu)包含四個組成部分：排熱方式，節(jié)能冷卻模式，氣流分配方式和室內(nèi)機(jī)組類型。

該工具的所有架構(gòu)中，除了風(fēng)冷直膨式外，其它的架構(gòu)都考慮帶有自然節(jié)能冷卻模式，其作用是減少能源消耗。 同時所有的制冷架構(gòu)都考慮氣流遏制系統(tǒng)，將其作為最佳實踐，從而可以增加自然冷卻時間，減少制冷系統(tǒng)的能耗。該工具估算的投資成本和運營成本都是基于N+1 冗余的制冷系統(tǒng)。本文將詳細(xì)為大家剖析該工具的輸入和輸出參數(shù)，以及相關(guān)的參考資料。

一、計算器輸入?yún)?shù)

通過權(quán)衡工具網(wǎng)址：http://tools.apc.com ，我們可以很容易找到《數(shù)據(jù)中心制冷架構(gòu)選擇器》，下圖所示為該計算器的界面。該計算器的輸入部分包括數(shù)據(jù)中心位置，設(shè)計參數(shù)和財務(wù)分析三大部分。下面將為大家詳細(xì)介紹每個選項的含義以及對制冷架構(gòu)選擇的影響。

1.數(shù)據(jù)中心位置

該工具采用Köppen氣候分區(qū)對數(shù)據(jù)中心的位置進(jìn)行了大的分類。Köppen氣候資料庫是廣泛用于對全世界的氣候條件進(jìn)行歸類。 為簡化該模型，我們按照Köppen氣候資料庫的定義對數(shù)據(jù)中心所處的地理位置進(jìn)行歸類。 除了南極洲極端寒冷的氣候區(qū)域外，該模型采用25個氣候區(qū)域，并選擇某個典型城市作為某個氣候區(qū)域的代表。如果數(shù)據(jù)中心所處地理位置與某個典型城市的氣候歸屬同一氣候類別，將使用該典型城市的氣候參數(shù)來計算。另外，貨幣種類、電力和水資源成也將取決于數(shù)據(jù)中心所在位置。該模型包含的氣象資料，來源于美國采暖制冷空調(diào)工程師學(xué)會（ASHRAE）的Weather Data Viewer 4.0 （www.ashrae.org)，并經(jīng)許可用于該模型中。

2.設(shè)計參數(shù)

設(shè)計參數(shù)作為本工具主要輸入?yún)?shù)，用于確定數(shù)據(jù)中心的規(guī)模以及客戶對于數(shù)據(jù)中心設(shè)計的偏好。其中，數(shù)據(jù)中心的設(shè)計容量指數(shù)據(jù)中心配電和制冷系統(tǒng)所支持IT負(fù)載的最大功率，以kW表示。 本工具支持的最小設(shè)計容量為 10 kW，最大為 5,000 kW。 模型默認(rèn)數(shù)據(jù)中心的負(fù)載率為80%。

該工具對于制冷系統(tǒng)的計算是采用如下假設(shè)：冷凍水溫度設(shè)定為15°C (59°F)，IT設(shè)備的進(jìn)出口溫度差為 16.7°C (30°F)，制冷系統(tǒng)的冗余為 N+1。 IT設(shè)備的入口溫度假定為 ASHRAE 推薦溫度，主要用于計算制冷系統(tǒng)pPUE。 該工具不考慮數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的配電和照明損耗，雖然該損耗與PUE有關(guān)。

數(shù)據(jù)中心平均功率密度影響數(shù)據(jù)中心整體投資成本，包括所需機(jī)柜數(shù)量，氣流遏制系統(tǒng)，高架地板和吊頂。該工具可輸入的單機(jī)柜功率密度最小為 4kW, 最大為 20kW。    

3.財務(wù)分析

該輸入板塊主要是從財務(wù)的角度比較不同的制冷架構(gòu)，包括投資成本、運行成本以及總擁有成本等。一旦數(shù)據(jù)中心位置選定，即出現(xiàn)每度電價默認(rèn)值。可通過選擇“用戶自定義”按鈕，輸入已知的電價。根據(jù)業(yè)務(wù)模式的不同，需考慮一些相關(guān)的財務(wù)指標(biāo)。 基于所考慮的財務(wù)指標(biāo)會將制冷架構(gòu)進(jìn)行排序?？蛇x擇項包含最低投資成本，最低TCO，或者最小制冷系統(tǒng)pPUE。TCO考慮年限用于計算TCO中運營成本時的年限。資金成本用于計算TCO的凈現(xiàn)值。

運算結(jié)果包含選項可以選擇包含或者去除高架地板和/或吊頂?shù)耐顿Y成本，主要針對已有數(shù)據(jù)中心制冷架構(gòu)選擇的考慮。例如，如果數(shù)據(jù)中心已有高架地板，那么計算時可不選擇高架地板成本。當(dāng)然對于尚在概念設(shè)計階段的數(shù)據(jù)中心，也可用于調(diào)整輸出結(jié)果。例如，如果行級制冷也是其中推薦的制冷架構(gòu)，也可以考慮高架地板用于地板下鋪設(shè)管道，也就是避免數(shù)據(jù)中心上部安裝管道。值得注意的是配備高架地板和房間級制冷系統(tǒng)經(jīng)常默認(rèn)高架地板為空氣分配通道。

二、計算器輸出結(jié)果

該工具的計算結(jié)果是根據(jù)使用者的輸入?yún)?shù)為其推薦排名前三的制冷架構(gòu)，并以成本和制冷PUE圖表的形式顯示出來。同時該工具還會羅列符合使用者輸入?yún)?shù)的所有可能得制冷架構(gòu)以及相關(guān)的詳細(xì)信息。

三種推薦的制冷架構(gòu)及相關(guān)的描述：按照優(yōu)先級推薦有三種方案，并顯示在主界面的左下方。 優(yōu)先級按照所選擇的財務(wù)指標(biāo)，比如最低投資成本，最低TCO，或者最小制冷系統(tǒng)pPUE。柱狀圖：顯示在主界面右下方。柱狀圖可以顯示推薦的三種制冷架構(gòu)成本（包含投資成本和TCO)和制冷系統(tǒng)pPUE。

制冷架構(gòu)圖：可通過點擊下面的選擇按鈕（方案一，方案二，方案三），可查看所選擇示制冷架構(gòu)圖及對應(yīng)描述。 每種推薦的制冷架構(gòu)的排熱方式和節(jié)能冷卻模式會在顯示于制冷架構(gòu)圖中。 圖中僅顯示其中一種類型氣流分配方式和室內(nèi)機(jī)組類型供參考使用。如下圖所示：

三、參考資料

本工具的模型主要是基于施耐德電氣數(shù)據(jù)中心科研中心開發(fā)的數(shù)學(xué)模型?？赏ㄟ^施耐德電氣白皮書庫查閱有關(guān)開發(fā)權(quán)衡工具的科學(xué)原理。與該工具相關(guān)的白皮書和權(quán)衡工具如下文所示，如需查看詳情請點擊http://www.fimcchina.com/customers/schneider/Danye.html查看：

1.白皮書

• 第153號白皮書：《在已有數(shù)據(jù)中心部署冷熱氣流遏制系統(tǒng)》

• 第55號白皮書：《用于IT環(huán)境的各種氣流分配方案》

• 第59號白皮書：《用于數(shù)據(jù)中心的各種制冷技術(shù)》

• 第132號白皮書：《數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)的節(jié)能冷卻模式》

• 第135號白皮書：《熱通道與冷通道氣流遏制對數(shù)據(jù)中心的影響》

2.權(quán)衡工具

• 施耐德電氣權(quán)衡工具4：《數(shù)據(jù)中心投資成本計算器》

• 施耐德電氣權(quán)衡工具6：《數(shù)據(jù)中心效率計算器》

• 施耐德電氣權(quán)衡工具11：《自然冷卻節(jié)能模式PUE計算器》

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