当你听到“数据中心管道系统”这一术语时，你的脑海里可能首先浮现的是数字基础设施——网络设备、电缆等——它们将数据中心内的IT设备连接起来。
然而，从另一个角度来看，数据中心的管道系统指的是数据中心实际依赖的物理管道。这些管道系统可能并不会引起太多关注，但它们的设计和有效维护对于管理数据中心内的IT设备至关重要。
考虑到这一现实，本文将为你介绍数据中心管道系统，包括管道在数据中心中的作用、管道系统在这一背景下所面临的独特挑战，以及优化数据中心管道性能和可靠性的策略。
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设备的建筑物，而非供人类居住的地方，数据中心看起来似乎不需要除了服务少数维修IT设备的技术人员的小型卫生间外的管道系统。
然而，管道系统对于数据中心的运营至关重要。特别是，数据中心的冷却系统依赖管道来循环冷却水或其他液体，尤其是在使用液体冷却的设施中。对于使用传统冷却空调的冷却方式，管道则用来排除空调单元周围收集的冷凝水。
一些数据中心还依赖管道系统来分配灭火材料。通常，这些灭火材料是气体，如FM200，数据中心使用它们替代水来扑灭火焰，以免损坏对湿度敏感的IT设备。
数据中心管道系统的挑战
与大多数其他类型的设施不同，数据中心的管道系统必须应对某些独特的挑战，这些挑战影响了可在数据中心内使用的管道类型。
主要的挑战包括：
1. 确保管道的可靠性：鉴于管道在数据中心中至关重要，确保管道高度可靠是优先事项。管道泄漏可能导致服务器遭受灾难性损害。管道故障（如阻塞）也可能造成类似的破坏，因为它会导致冷却系统失效，使得IT设备过热。
2. 防止冷凝：当管道内的流体温度与周围环境温度相差较大时，管道表面可能会形成冷凝水。这些水珠或积水可能损坏IT设备。
3. 减少电气短路的风险：如果数据中心内的管道成为电流通路或静电的聚集地，它们可能将电荷释放到任何接触到的IT设备中，导致设备损坏。
4. 承载特殊材料：虽然一些数据中心的管道系统仅传导水，但也有一些系统需要传导特殊材料，比如绝缘液体或气体。
如何选择有效的管道材料
标准的管道材料往往不足以满足数据中心的需求。传统的铜管或其他金属管道容易冷凝，时间一长可能会形成内部堵塞，增加系统故障的风险，并且金属管道也容易导电。因此，数据中心中使用金属管道的情况较少。
然而，常见的塑料管道材料也存在一定的缺点。CPVC（氯化聚氯乙烯）是另一种常用于其他建筑物的塑料管道，它依赖胶水连接管道，但由于胶水随着时间推移可能分解，因此它并不是应急管道系统的理想材料。
Pex（交联聚乙烯）是另一种常用于数据中心的塑料管道，尤其是在水基冷却系统中。Pex具有耐腐蚀性，通常采用机械连接，较少出现胶水连接的失效问题。然而，Pex可能不适用于需要承受高压力的管道系统。此外，Pex易于切割，可能成为数据中心物理攻击的目标。
为了解决这些问题，一些数据中心采用更专业的塑料管道材料，如高密度聚乙烯（HDPE）和聚丙烯（PP）。这些材料比Pex更强大，更适合那些对管道可靠性要求极高的场景。
数据中心管道系统的实践经验
除了选择合适的管道材料外，采取一些额外的步骤有助于减少问题发生的风险：
- 尽可能避免将管道安装在服务器上方或靠近服务器的位置，这样管道泄漏就不会直接损坏设备。
- 为了降低冷凝水的风险（尽管塑料比金属更耐冷凝，但塑料管道仍然可能发生冷凝），应将管道安装在与管内流体温度接近的空间中。
- 通过避免管道接触到技术人员经常进出的区域来保护灵活的管道（如Pex），防止其受到物理损坏。
- 尽可能减少管道之间的连接点，因为连接点比管道本身更容易成为故障点。
为什么数据中心管道系统至关重要？
从液体冷却到灭火系统，数据中心的管道系统在确保现代基础设施的正常运行、效率和可持续性方面发挥着至关重要的作用。
设计合理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，使它们成为未来准备就绪设施的关键组成部分。
