全面了解数据中心绝热冷却系统

绝热冷却系统让高温运行的数据中心脱离巨额电费的困境。随着最终用户的延迟和数据主权的重要程度提升，绝热冷却技术正变得热门。

数据中心和高温并没有必然的关联，但是否过热要视情况而定。在不远的将来，数据中心的温度将维持在25至30摄氏度（77至86华氏度），实际上也有数据中心运行在ASHRAE（美国采暖、制冷、和空调工程师学会）建议的更高温度——高达35摄氏度（95华氏度）——在这种温度下，CRAC（计算机房空气调节器)负载并不高，却仍需浪费能源在数据中心内移动大量空气。

有很多处于高温气候环境下的数据中心外部温度往往超出了ASHRAE指导的可实施自由冷却的温度。但是，CRAC是这些高温气候区域数据中心的唯一选择吗？在投入更多金钱和维护力量到CRAC之前，不妨考虑一下绝热冷却。

平时仅使用自由空气冷却的位于温带或更凉爽区域的数据中心，在气温高峰期也能采用绝热冷却。在低维护和低能耗表现优于CRAC的冷却系统中，绝热冷却系统胜过自由冷却。

绝热冷却系统如何运作

绝热冷却，通常称为蒸发冷却或湿垫冷却，利用原本对自己不利的高温中蕴含的潜力来实现冷却。气体体积的变化使温度降低：当某种气体的体积增加时就会吸收热量。在理想状况下，从液体到气体的转换过程将伴随大量的热量转移；这就是数据中心绝热冷却系统的作用本质。

想象一下，一个放在小水池中的装有三氯甲烷（氯仿）的薄壁玻璃烧杯。实验者通过吸管向氯仿吹气，能使挥发性的氯仿蒸发并从周围的环境中带走热量——在我们的例子中，水的热量被吸收。如果蒸发速率足够高（提高从吸管吹入空气的速率），水甚至会结冰。

甚至舔一下你自己的手指然后吹气就可以感受到绝热冷却的效果：当你向手指吹气时，湿手指会感觉比干手指更冷。

数据中心内的绝热冷却

从本质上讲，CRAC空调系统也是一种绝热冷却系统：它使用机械泵将压缩气体变成液体形式、排出热量，然后让液体再次蒸发，冷却大量的空气。然而，在CRAC空调冷却系统的压缩阶段需要相对较高的能量输入，这使得CRAC系统比较昂贵。

绝热的冷却系统的成本非常便宜。位于炎热气候区域的人们，将一片吸水材料浸泡在水中，在室内悬挂成一排。由于水的蒸发带走了足够多的热量，住宅房间可以维持凉爽。这是数据中心绝热冷却系统的主要设计原理。

图1：要冷却一个没有CRAC系统的数据中心，绝热冷却系统依靠的是湿帘和空气流动。

要冷却数据中心，一个小功率的泵或重力给料系统持续不断地向一组具备巨大蒸发面积的纤维帘上喷水雾。一个小功率的风扇配合风道迫使空气通过这些湿帘。空气流穿过湿帘的过程中，部分水被蒸发，结果导致空气流出一侧的空气温度会比入口侧冷得多。（见图1）。

在某些气候条件下，绝热冷却系统可能会导致湿度增加，超出ASHRAE指导的80%湿度极限。一种快速纠正措施——辅助干燥过滤器或低功耗或无功耗除湿措施——可以确保数据中心湿度符合标准值。

利用管道和低能耗空气泵将冷空气精确地吹到IT设备上，数据中心可以降低绝热冷却的空气用量，将冷却设备的体积控制在可管理的尺度之内。

绝热冷却领域有许多供应商，包括Munters、EcoCooling、Excool、Vent-tech、Coolerado和United Metal Products。随着能源成本的上涨，越来越多数据中心运营商将会为CRAC和其它正在使用的高成本冷却系统寻求替代方案。这可能促使类似例如施耐德、艾默生、GE和其他大型冷却和能源管理公司开发自己的绝热冷却系统，或兼并较小的绝热冷却系统供应商。