利用節能系統配合免費冷卻方法來降低能源開銷，一直是數據中心的熱點話題。任何時間，如果可以關掉空調單元或減少冷水機組的使用，可以減少服務器所產生的熱量，這不僅能降低運營開銷，還可以延長冷卻設備的使用壽命，降低損耗。North American Access Technologies，是一家經營數據中心設計與咨詢業務公司，Julius Neudorfer是其首席技術官，將給我們介紹一些關于數據中心節能系統最佳實踐的內容。

問題：節能系統與“免費冷卻”對企業級數據中心的遠景是怎樣的？

Julius Neudorfer: 我們都很喜歡“免費”這個詞，而且冷卻是數據中心能源開銷中占比很大的一部分。在傳統的企業級數據中心內，冷卻通常是通過機械制冷實現，可能是通過在數據中心部署壓縮機單元（CRAC）或額外冷卻水設備機空氣處理器（CRAH）來實現。

免費冷卻通常被視為一個節能系統，該系統可以降低或減少機械制冷的運營開銷，但外界溫度達到或低于某點時，其可以提供直接或間接的制冷效果。

大部分免費冷卻方案都需要依賴基于空氣壓縮的系統。你依舊需要一個完整的機械冷卻系統運作著--即使只需要在特定日子的一小部分時間里--以保證數據中心在較熱的幾天內保持正常冷卻。同時，這并不會降低或減少風扇的能源開銷，也就是機械制冷的能耗。

問題：免費冷卻對數據中心設計造成了很明顯的影響。免費冷卻是否適合新建的數據中心，還是其同樣可以被引入已經投入生產的數據中心？

 Neudorfer: 在現有基礎上加裝免費冷卻系統在某些情況下是能獲得效益的，但更有效的方法是將其引入新建的數據中心里。有兩種基本類型：空氣冷卻與水冷卻。直接空氣冷卻系統目前正收到更多關注。其原理是通過將外部達到可接受溫度與濕度范圍的溫度引入數據中心冷通道中。將空氣節能冷卻系統引入現有的數據中心是十分困難的--在很多情況下幾乎不可能。

使用水冷卻節能系統是當前大型數據中心常用的方法，尤其在氣溫較低的季節，但其只能在環境溫度低于供應水溫度時有效，典型溫度為華氏45度。在現有水冷卻系統上增加節能系統可行，但代價極其昂貴，而且系統運行時無法操作，能夠帶來的節能效果也受到一定限制。

綠色網格公開提供的地圖，評估該地區的空氣和水系統的自由冷卻百分比。盡管如此，還有許多也有許多冷卻空氣節能裝置，因為它們可能提供100％免費冷卻至華氏80度，有部分效甚能達到環境溫度華氏100度。

重要的是分析能夠讓節能裝置有效運作的天數，以此配合數據中心進行能源節約，證明其新引入的技術能夠帶來收益。這在計算投資回報率（ROI）時尤其重要。

問題：是否有其他重要的互補技術，免費冷卻在節能裝置部署時一同應用？

Neudorfer: 在任何數據中心內，防止冷熱空氣混合十分重要。甚至比現在的空氣或水冷節能裝置都更有意義。隔離使用過的熱空氣，可以提升運維質量并延長冷卻天數。這種方法對刀片服務器尤其重要，因為它們通常會比其他小型服務器更能產生熱量以及占用冷卻資源，通常會比其他服務器消耗15至20華氏度的熱量。

集裝箱式數據中心提供了近乎完美的冷/熱空氣隔絕，一些經過特殊設計使得其免費冷卻效果達到最高。換句話說，如果你正考慮新建數據中心，這是最佳選擇。在你開始實施之前，還需要考慮許多東西。

問題：什么才是評估自由冷卻站點是否適宜重要考慮因素？

Neudorfer:除了溫度，本地濕度也很重要。具體來說，濕度高的環境，會使機械制冷效率降低或完全失效，還會迫使系統進行去濕處理，即使環境溫度還在允許的范圍內。濕度過高同樣也會影響到任何基于蒸發水的節能裝置。

請記住，直接空氣節能系統會引入外界空氣，包括可能包括來自相鄰站點的煙霧、可吸入顆粒物或腐蝕性氣體。可能引發錯誤的煙霧報警器或對IT設備造成腐蝕損壞，特別在環境濕度較高的情況下。事實上，ASHRAE目前正在研究的腐蝕損壞問題。

問題：從免費冷卻的觀點來看，什么是數據中心設計中的最大疏忽，？這些問題可以避免嗎？

Neudorfer:就像新事物一樣，免費制冷也有有一個學習過程曲線。在這種情況下，水節能系統已被整理出來，因為已經具備了相對更多的使用經驗。空氣節能系統仍然處于起步階段，還沒有真正的有“完全”版本。它們通常被設計在建筑結構內，而且是獨一無二的。雖然一些基本組件是標準的-電動通風口和阻尼器-控制系統設計，集成和優化仍然需要定制并且處于商業發展的初期階段。

事實上，Facebook在俄勒岡州的數據中心主要以新鮮空氣和絕熱系統進行冷卻，在2011年初投產的幾個月后，經歷了嚴重的控制系統程序錯誤。系統對快速變化的外部天氣狀況響應不正確，導致其突然關閉所有外部空氣。然后重新分發內部熱空氣的同時，試圖用絕熱冷卻，以控制溫度上升。重新分發的空氣形成高濕度水霧，凝結的服務器上，導致了短路，電源和強制關機。在故障前，系統一直是正常運作的，但這也說明了系統仍然存在嚴重問題。雖然我相信自由冷卻空氣節能系統將變得更加普遍，但同樣需要應謹慎對待。一旦這項技術成熟，將成為節約能源的巨大機遇。

關于作者：Julius Neudorfer NAAT首席技術官，也是自1987年公司成立以來的主要創始人。他曾為商業客戶和政府客戶設計和管理通信和數據系統項目。