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輔助冷卻空調系統 機房自然冷卻蔚為風潮

2015-02-03
自然冷卻(Free Cooling)是利用資訊機房所在地理位置的氣候條件,讓天然資源成為IT資訊機房製冷系統的冷源。目前台灣的 應用主要包括風側(空氣側)以及水側兩種類型,而依原理則可分為直接與間接兩種形式。
「由於冷卻水可能存在許多雜質,而使得運行中的管件累積污垢,最終導致盤管受到腐蝕或凹陷而有洩漏的疑慮,因此,台灣多數還是採用間接式水側自然冷卻。」他提到,間接式與直接式自然冷卻作法,最主要的差別在於,間接式水側自然冷卻會增設熱交換器以便將冷卻水迴路與負載冰水迴路隔開。

另外,同樣是水側的應用,還有另一種施作模式,稱為乾冷盤管自然冷卻系統。史圖茲總經理李政中補充,乾冷盤管自然冷卻系統是在原有的精密空調箱正上方,裝上另外一套乾冷盤管設備,此乾冷盤管帶有近似自然冷卻的功能,可設定外氣溫度在18℃以下時採用此乾冷盤管製冷;在18℃以上可採用原有之空調箱製冷。

提高資訊機房可用性

一如在文章一開始便提到,自然冷卻主要是利用資訊機房位處地區的某些天候條件讓天然資源成為IT資訊機房製冷系統的冷源,那麼重要的關鍵之一便在於,台灣氣候與地理條件究竟適不適合導入自然冷卻法?

▲台達電源系統事業群關鍵基礎架構事業部產品經理林士基指出,自然冷卻法不只有助於節能,還能提高機房可用性。
台達電源系統事業群關鍵基礎架構事業部產品經理林士基認為,這個問題其實不用過度擔心。「經過我們內部評估,在北部每年至少都還有100天以上的時間可以使用Free Cooling,尤其台灣日夜間溫差大,除了12月至2月的冬季之外,包括10月下旬與11月的夜間以及3月、4月的夜間都可以採用。」

他繼續說明,不少人以為自然冷卻法只能有助於節能,但自然冷卻法還有另一項可提高機房可用性的好處。「萬一空調系統故障或限電時,機房很有可能過熱,這時候利用Free Cooling的概念引進外氣,只要最小的發電機就可以把熱直接排走,如此一來資訊機房就不容易熱當。如果資訊機房只能引進部分外氣,萬一空調系統故障或限制,所提供的致冷量不足,這時便可透過軟體的協助來降低IT負載量,重要的是,系統不會因此而整個停擺,從而提高資訊機房的可用性。」

冷卻空調系統不可廢

在可預見的未來,施作自然冷卻法的資訊機房將愈來愈普遍。不管是水側或是風側自然冷卻,均有其優缺點。本文則以探討風側自然冷卻為主,一方面風側的解決方案在台灣已漸完善,包含直接進氣與間接外氣都有相對應的配套措施。二方面,國內已有學校以及政府單位,正在採用或準備導入風側自然冷卻法,足以顯見風側自然冷卻的接受度正慢慢提高。

需要特別留意的是,不管採用哪一種自然冷卻方法,英文表示雖然冠上「Free」字眼,並不意謂著自然冷卻法不需要耗費電力。雖然自然冷卻法多半採用再生資源,可生生不息地循環,但引入水或風進入資訊機房的過程中,一定仍會有電力需求。就以風側自然冷卻而言,大氣中可滿足條件的天然冷風勢必得透過「風機」這項元件來將其「帶入」資訊機房,只要風機啟動,就必須仰賴電力供應方能運轉。

也因此,自然冷卻所強調的節能,並不意謂著自然冷卻是一項「零」電力消耗的冷卻方案,而是相較於冷卻空調系統的大量能耗,自然冷卻能夠減少製冷空調的運轉,從而達到節能的目的。

另外,也需要特別說明的是,雖然國際間確有實例展現了以100%再生能源運轉的資訊機房,不過,要達成這樣的完美狀態需要許多條件配合,例如該地區的氣候條件、資訊機房的佔地空間等等,都需要有合宜的配套與設計,否則很難實現。

對於大多數特別強調高效率的資訊機房,一般並不會建議以100%再生能源冷卻系統來運轉,通常為了IT基礎架構的穩定運作,還是會建議至少設計足額致冷量的空調系統,以便應付一年之中最熱的時段。簡言之,自然冷卻系統與冷卻空調系統通常會建議並存,而自然冷卻系統的存在並非用來取代其他冷卻空調系統,這點還是需要事先建構起正確的觀念,以避免過度不正確的期待。


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