企業(yè)網(wǎng)D1Net 8月1日 能耗問題是擺在數(shù)據(jù)中心發(fā)展面前的一條跨越不過的鴻溝。在當(dāng)今的數(shù)據(jù)中心，制冷空調(diào)系統(tǒng)消耗的電能占到了數(shù)據(jù)中心整體能耗的40%~60%，是數(shù)據(jù)中心里的能耗大戶，而實(shí)際上數(shù)據(jù)中心里真正承載業(yè)務(wù)的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等所有設(shè)備消耗的電能累加起來也才和制冷空調(diào)系統(tǒng)消耗的電能差不多，如何將電能更多的用于服務(wù)器等業(yè)務(wù)設(shè)備上，而不是浪費(fèi)在對(duì)制冷設(shè)備的非必要設(shè)備上，是數(shù)據(jù)中心急需解決的難題。最近關(guān)于建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心的呼聲此起彼伏，大家都開始關(guān)注數(shù)據(jù)中心的能耗問題，而在不減少服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等數(shù)據(jù)中心必需設(shè)備的投入時(shí)，更多的矛頭指向了能耗大戶---制冷系統(tǒng)。

為了確保數(shù)據(jù)中心設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，需要保持?jǐn)?shù)據(jù)中心內(nèi)部365天恒溫恒濕，通過空調(diào)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)中心的溫度、濕度、空氣潔凈度等環(huán)境參數(shù)滿足設(shè)備制造商的設(shè)計(jì)規(guī)范。在這樣的情況下，再去考慮減少數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)的能源消耗。聰明的人類自然想出了不少的方法。比如：提升數(shù)據(jù)中心運(yùn)行溫度，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部運(yùn)行溫度過低屢次被人所提及；減少數(shù)據(jù)中心設(shè)備的散熱；采用效率更好的空調(diào)系統(tǒng)；采用自然冷卻的技術(shù)；還有不少其它的降耗技術(shù)，其中屬自然冷卻技術(shù)最受熱捧。自然冷卻技術(shù)是充分利用自然資源，通過數(shù)據(jù)中心外部自然環(huán)境和數(shù)據(jù)中心內(nèi)部環(huán)境溫差，來達(dá)到降低數(shù)據(jù)中心內(nèi)部溫度的目的。這是一個(gè)過程，在這個(gè)過程中，制冷系統(tǒng)或者完全旁路，或者部分用自然可用空氣或水冷卻數(shù)據(jù)中心，不要認(rèn)為這個(gè)過程是免費(fèi)的，自然冷卻是可以有效降低數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)的能源消耗，但不是全部。為了保持?jǐn)?shù)據(jù)中心內(nèi)部的恒溫恒濕，當(dāng)外界環(huán)境溫度高于數(shù)據(jù)中心內(nèi)部溫度時(shí)，依然要采用空調(diào)系統(tǒng)機(jī)械制冷，當(dāng)外界環(huán)境溫度較低，則無需空調(diào)系統(tǒng)工作，外部的冷源可以通過直接或間接的方式引入室內(nèi)，從而減少空調(diào)系統(tǒng)的使用時(shí)間，達(dá)到節(jié)能的目的。

自然冷卻技術(shù)的應(yīng)用有不少的限制條件，當(dāng)數(shù)據(jù)中心外界溫度高于內(nèi)部溫度時(shí)，這種技術(shù)就無法應(yīng)用。在地球赤道附近的國(guó)家，這些地方常年溫度在30℃左右，而數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)溫度一般要求在24℃~26℃，這些地方的數(shù)據(jù)中心就無法應(yīng)用自然冷卻技術(shù)。有些地方溫度變化比較頻繁，四季分明，早晚溫差大，自然冷卻技術(shù)的效果就會(huì)比較有限，甚至每天空調(diào)系統(tǒng)都要要忙于開啟或關(guān)閉，反復(fù)的調(diào)整對(duì)空調(diào)的壽命影響也比較大。所以采用自然冷卻技術(shù)的數(shù)據(jù)中心，應(yīng)該選擇建設(shè)在哪些溫度涼爽，溫差變化不大的區(qū)域，在這些地方往往可以取得很好的節(jié)能效果。我們看到不少的巨頭公司將數(shù)據(jù)中心建在了冰島，建在了海邊或海上，目的都是想充分利用自然冷卻的技術(shù)，為數(shù)據(jù)中心降能耗。這些地方常年溫度較低，數(shù)據(jù)中心內(nèi)外常年存在溫差，有利于數(shù)據(jù)中心散熱。

選擇了一個(gè)溫度符合的區(qū)域還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，數(shù)據(jù)中心對(duì)濕度，空氣質(zhì)量都有著嚴(yán)格的要求。所以自然空氣的濕度過高，空氣污染嚴(yán)重的都需要空調(diào)系統(tǒng)做二次處理。比如在海上，空氣濕度大，如果任由自然空氣灌入數(shù)據(jù)中心，濕氣往往給電子設(shè)備帶來腐蝕，加速設(shè)備老化，不利于數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定運(yùn)行，這時(shí)就要增加一些干燥設(shè)備，有些空調(diào)也支持調(diào)整濕度的功能，這樣空調(diào)系統(tǒng)還是保持運(yùn)轉(zhuǎn)，絲毫沒有節(jié)省電能。而對(duì)于空氣污染，空調(diào)系統(tǒng)只能無能為力了，大量的帶有硫化物，酸性物質(zhì)的空氣，含有霧霾的空氣涌入數(shù)據(jù)中心，將腐蝕電子設(shè)備，甚至帶來設(shè)備短路。對(duì)于這些低質(zhì)量的空氣，數(shù)據(jù)中心還要增加一套空氣凈化系統(tǒng)，這樣雖然減少了空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗，卻又增加了空氣凈化系統(tǒng)的能源消耗，沒能從根本上解決能耗的問題。

自然卻冷是將外部的冷空氣輸送入數(shù)據(jù)中心，不像空調(diào)系統(tǒng)那樣還要通過制冷環(huán)節(jié)（制冷是空調(diào)系統(tǒng)中最大消耗電能的環(huán)節(jié)，其它部分基本可以忽略不計(jì)），將制冷后的空氣送入數(shù)據(jù)中心，帶走熱量，這就要求自然冷卻的出入通風(fēng)口要設(shè)計(jì)合理。讓冷空氣能夠經(jīng)過散熱的設(shè)備，并將熱量送向出風(fēng)口。由于進(jìn)入的冷空氣溫度時(shí)高時(shí)低，避免溫度的變化對(duì)運(yùn)行的設(shè)備造成影響，空調(diào)系統(tǒng)還是要做調(diào)節(jié)，進(jìn)行輔助調(diào)溫，空調(diào)系統(tǒng)可以處于半工作狀態(tài)，也能達(dá)到部分節(jié)能，讓數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的溫度在2℃以內(nèi)波動(dòng)，這樣對(duì)數(shù)據(jù)中心設(shè)備的影響最小。空調(diào)系統(tǒng)時(shí)時(shí)啟到數(shù)據(jù)中心內(nèi)部環(huán)境的監(jiān)控作用。

在采用自然冷卻技術(shù)的數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部和外部各有獨(dú)立的換熱盤管，用管路將兩者連接成封閉環(huán)路，環(huán)路內(nèi)有環(huán)保媒工作流體，借助媒體泵的作用流體在環(huán)路內(nèi)循環(huán)。當(dāng)外部溫度較低時(shí)，直接將外部低溫空氣送至數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，為內(nèi)部降溫。當(dāng)外部溫度高，不足以帶走內(nèi)部熱量時(shí)，開啟空調(diào)制冷系統(tǒng)。空調(diào)系統(tǒng)也可以根據(jù)溫差來調(diào)節(jié)制冷的大小，從而動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，部分制冷，減少電能的消耗。這種利用自然空氣降溫的技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了商用級(jí)別，在實(shí)現(xiàn)上并不存在技術(shù)難度。現(xiàn)在自然冷卻早已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù)，并在先進(jìn)的數(shù)據(jù)中心開始應(yīng)用。對(duì)于老舊的數(shù)據(jù)中心更換這樣一套空調(diào)制冷系統(tǒng)，成本較高。建議新建的數(shù)據(jù)中心優(yōu)先考慮自然冷卻的制冷技術(shù)，這將為數(shù)據(jù)中心節(jié)能一筆不小的開支。在如今能源短缺越來越緊張，電能消耗越來越大，商業(yè)用電價(jià)格不菲。不難預(yù)見，未來的數(shù)據(jù)中心將越來越多會(huì)采用自然冷卻技術(shù)。