HPC集群机房环境参数要求

5.1.3.1　HPC集群机房环境特点

HPC集群机房服务对象均为服务器、交换机、路由器、存储器等IT类设备，对机房用的空调有着特别的要求。

（1）单位发热量大的要求。

HPC集群机房内单位发热量大，要求机房用空调是大制冷量、大风量、小焓差、大风冷比。

①大制冷量：HPC集群机房的热负荷很大，IT类设备的发热严重，致使单位面积热负荷远高于办公区域，即热负荷很大；因为这些设备不产生湿度变化，所以湿负荷较小。这要求机房用的空调制冷能力强，在单位时间内快速消除设备发出的热量。

②小焓差：同时要求空调的蒸发温度相对较高，避免降温的同时进行不必要的除湿。

③大风量：因为机房用空调要求送风的焓差小，避免不必要的除湿，而另外又要求大制冷量，所以必须采取大风量的设计。大风量的循环也有利于机房的温度、湿度等指标的稳定调节，也能保证机房温度、湿度的均衡，达到大面积机房气流分布合理的效果，避免机房局部的热量聚集。

④大风冷比：风冷比是空调设备的风量和冷量之比。

为了提高运行效率、保证机房气流组织、提高过滤空气的洁净度，HPC集群机房要求的空调设备的风量较大，因此HPC集群机房、通信机房空调设备比普通舒适性空调的风冷比大。

舒适性空调的风冷比为1∶5m3/kcal。

HPC集群机房空调设备的风冷比为1∶2～1∶3m3/kcal。

举例说明，某品牌5匹家用柜式空调，其室内机风量为l980m3/h，冷量为12kW，其风冷比为1980m3/h÷（12×860）kcal/h=19.8÷100=1∶5m3/kcal。

对于机房专用空调，以某机房空调LD67A为例，其室内机风量为20390m3/h，冷量为67kW，其风冷比为20390m3/h÷（67×860）kcal/h=2039÷5762=1∶2.8m3/kcal。

可见，两者的风冷比相差极大，近似2倍的关系。

（2）相对湿度控制的要求。

虽然数据中心机房的IT设备不产生温度的变化，但是机房的湿度必须保证在一个范围之内，通常为40%～60%。

湿度过低，容易导致电子元器件的静电产生，造成静电放电乃至击穿；湿度过高，又容易导致设备与元器件的表面结露而出现冷凝水，发生漏电或短路现象而无法正常工作。因此，要求HPC集群机房的空调机具备加湿与除湿功能，并能将相对湿度控制在允许的40%～60%范围内。(www.xing528.com)

（3）除尘与空气净化要求。

除了温度和相对湿度的要求外，HPC集群机房的空调还必须具备除尘与空气净化的性能。由于机房内的灰尘会影响IT类设备的正常工作，灰尘积累在电子元件上易导致电路板腐蚀、绝缘性能下降、散热不良等诸多问题，要求HPC集群机房空调机的空气过滤器具备良好的除尘与空气净化功能。

（4）不间断的可靠运行。

IT类设备不间断地运行，也要求空调机能365d×24h不间断地可靠运行。即使在冬季也需要提供相应的制冷能力，并能稳定满足冷凝压力与北方寒冷低温运行环境的要求。

HPC集群机房的可靠性要求很高，空调机必须在工作寿命（通常要求为8年以上）内可靠稳定地运行，为机房提供恒温、恒湿的环境。

（5）可监控、可管理的要求。

HPC集群机房的空调机组数量多，必须进行科学、专业的维护与管理，这要求具有空调机组的远程监控与管理功能。

同时，HPC集群机房的空调是主要的耗能设备之一，要求空调机组的节能运行，也需要空调可监控、可管理。

5.1.3.2　HPC集群机房制冷空调选择

HPC集群机房是热密度高的环境与场所，HPC集群机房内的计算机服务器等IT设备对机房的环境有较高要求。

HPC集群机房内的热、湿负荷的特点是，既要求空调系统的制冷能力较强，以便在单位时间内消除机房余热，又要求空调机的蒸发温度相对较高，以免在降温的同时进行不必要的除湿。

因此，HPC集群机房制冷系统必须具备风冷比相对较小的特性，即在制冷量一定的条件下，要求空调机循环风量大、进/出口空气温差小等特点。同时，较大的循环风量有利于机房温度、湿度指标的稳定和调节。

5.1.3.3　HPC集群机房的负荷特点

HPC集群机房的计算机服务器、交换机、存储器等IT设备的集成度越来越高，精密性也越来越高，使得HPC集群机房的空调负荷特点更加显著地表现为：热负荷大、湿负荷小、单位体积发热量越来越大。

热负荷主要来自计算机、通信等IT设备的集成电路，如CPU、内存、硬盘、显示芯片、接口单元等电子元件的不断集中发热，并且发热量极大，目前商用的服务器机柜满载发热量可达到每个机柜发热量高达20～30kW。