当你听到"数据中心管道"这个词时,你可能首先会想到数字基础设施 —— 网络设备、线缆等 —— 这些将数据中心内的 IT 设备整合在一起的设施。
然而,从另一个角度来看,数据中心管道指的是数据中心运营所依赖的实体管道系统。这些系统可能不太引人注意,但有效地设计和维护它们对于管理数据中心内的 IT 设备同样至关重要。
基于这个现实,让我们来了解数据中心管道的基础知识,包括管道在数据中心中扮演的角色、管道系统在这种环境下面临的独特挑战,以及优化数据中心管道性能可靠性的策略。
为什么数据中心需要管道系统?
作为主要容纳服务器和其他 IT 设备而非人员的建筑,数据中心似乎除了为少数维护 IT 设备的技术人员提供的小型卫生间外,并不需要其他管道系统。
但管道系统对数据中心运营至关重要。特别是数据中心制冷系统需要依靠管道来循环冷却水或其他流体,这在使用液冷技术的设施中尤为重要。对于使用传统冷风制冷的数据中心,管道对于排出空调设备周围积聚的冷凝水也是必需的。
一些数据中心还依靠管道系统来分配消防灭火材料。这些通常以气体形式存在,如 FM200,数据中心使用这种气体而不是水来灭火,以避免损坏对湿度敏感的 IT 设备。
数据中心管道的挑战
与其他类型的设施不同,数据中心的管道系统必须应对某些特殊挑战,这些挑战影响着可以在数据中心使用的管道类型。
主要挑战包括:
确保管道可靠性:鉴于管道在数据中心中的关键作用,确保其高度可靠性是首要任务。泄漏可能对服务器造成灾难性损害。管道堵塞等故障同样具有破坏性,因为它会导致制冷系统无法正常工作,使 IT 设备过热。
防止冷凝:当管道内部流体温度与周围环境温度差异较大时,管道表面会形成冷凝水。这可能导致水滴或水坑的形成,从而损坏 IT 设备。
减少电气短路:如果数据中心内的管道成为电流的导体或静电的储存器,它们可能会向接触的任何 IT 设备释放电荷,造成潜在损害。
输送特殊材料:虽然一些数据中心管道系统只输送水,但其他系统需要输送特殊材料,如介电流体或气体。
选择有效的数据中心管道
标准的管道材料通常无法满足数据中心的需求。传统的铜管或其他金属管道容易产生冷凝水,随时间推移可能形成内部堵塞,增加系统故障风险,并且容易导电。因此,数据中心很少使用金属管道。
然而,广泛使用的塑料管道材料作为数据中心管道解决方案也有其缺点。CPVC —— 一种在其他建筑中常用的塑料管道 —— 依靠胶水连接管道,由于胶水可能随时间降解,因此不适合关键任务的管道需求。
Pex,另一种塑料管道,在数据中心中被广泛使用,特别是在基于水的制冷系统中。Pex 具有耐腐蚀性,通常使用机械连接,这种连接方式比胶水连接不容易失效。但是,Pex 可能不太适合高压管道需求。此外,Pex 易于切割,可能成为针对数据中心物理攻击的目标。
为了缓解这些挑战,一些数据中心采用更专业的塑料管道材料,包括高密度聚乙烯 (HDPE) 和聚丙烯 (PP)。这些材料比 Pex 更坚固,更适合管道可靠性至关重要的场景。
数据中心管道最佳实践
除了为数据中心选择合适的管道材料外,还可以采取其他步骤来最小化问题风险:
尽可能避免在服务器上方或附近安装管道。这样,泄漏就不会立即损坏设备。
为了最小化冷凝风险 (即使是塑料管道也会发生冷凝,尽管塑料比金属更耐冷凝),应将管道安装在环境温度接近管道内部材料温度的空间中。
通过将管道放置在技术人员通常不会接触的区域,保护柔性管道 (如 Pex) 免受物理损坏。
尽可能减少管道之间的连接,因为连接比管道本身更容易成为故障点。
为什么数据中心管道很重要
从液冷到消防,数据中心管道在确保现代基础设施的正常运行时间、效率和可持续性方面发挥着至关重要的作用。
经过适当设计的系统有助于管理热量、减少水资源浪费并支持高密度计算,使其成为面向未来设施的必要组成部分。
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