制冷送風(fēng)是“耗能大戶”
數(shù)據(jù)中心的主要能耗設(shè)備主要有：IT設(shè)備和機(jī)房設(shè)備兩大類。其中，IT設(shè)備包括服務(wù)器、存儲(chǔ)備份設(shè)備以及終端等;機(jī)房設(shè)備包括UPS供電、配電設(shè)備、空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)、監(jiān)控設(shè)備等。
典型的數(shù)據(jù)中心中消耗電能最多的是空調(diào)、送風(fēng)系統(tǒng)等機(jī)房環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)備，消耗數(shù)據(jù)中心總電能的45%;其次是IT設(shè)備，消耗了數(shù)據(jù)中心總電能的30%;再次是UPS供電設(shè)備，消耗數(shù)據(jù)中心總電能的18%。
這三類設(shè)備消耗數(shù)據(jù)中心總電能的93%之多，它們是數(shù)據(jù)中心的能耗大戶。另外，根據(jù)電能中實(shí)際消耗在IT設(shè)備上的比例，數(shù)據(jù)中心的效率僅為30%，由此可見數(shù)據(jù)中的節(jié)能潛力相當(dāng)大，同時(shí)也說明數(shù)據(jù)中心的節(jié)能降耗不容忽視。
根據(jù)上述分析，機(jī)房的節(jié)能降耗應(yīng)以機(jī)房制冷及送風(fēng)為主，IT設(shè)備、UPS供電系統(tǒng)節(jié)能為輔的原則進(jìn)行。
國外推崇“自然制冷”
對(duì)于機(jī)房的制冷及送風(fēng)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)中心可以根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的技術(shù)措施及制冷理念來改善機(jī)房的制冷效果，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，比如可以采用高能效比的節(jié)能空調(diào)設(shè)備、采用合適的制冷方式及自然制冷技術(shù)、采用動(dòng)態(tài)智能制冷技術(shù)、合理設(shè)計(jì)及組織機(jī)房制冷的送回風(fēng)系統(tǒng)、防止跑冒滴漏等幾項(xiàng)節(jié)能措施。
可以看到，雖然空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行需要消耗能源，但不同的制冷方式，消耗的能源是不一樣的。制冷劑以及運(yùn)行模式的不同都可能產(chǎn)生可觀的節(jié)能效果。我們可以考慮采用自然制冷技術(shù)，如位于較冷地區(qū)的機(jī)房可考慮采用自然冷空氣自由冷卻，機(jī)房大樓的冷凍水可充當(dāng)機(jī)組制冷劑的作用，而且比機(jī)組的制冷劑更節(jié)能。
在國外，借助自然界天然冷空氣來為機(jī)房降溫已經(jīng)受到重視。如位于美國羅德島的布萊恩特大學(xué)借助冰雪天氣來降低機(jī)房的電能消耗，當(dāng)天氣很冷的時(shí)候，該大學(xué)的數(shù)據(jù)中心機(jī)房的制冷系統(tǒng)就會(huì)利用室外的冷空氣給冷卻劑降溫，外部冷源為免費(fèi)資源，加以利用，既經(jīng)濟(jì)又節(jié)能，據(jù)稱該大學(xué)使用此方式為數(shù)據(jù)中心機(jī)房制冷，僅此一項(xiàng)就降低了20%~30%的數(shù)據(jù)中心電能消耗。
動(dòng)態(tài)制冷技術(shù)獲應(yīng)用
機(jī)房?jī)?nèi)不同的IT設(shè)備所需的冷卻溫度是不同的，甚至不同年代的同類型設(shè)備所需的冷卻溫度也不同，采用動(dòng)態(tài)智能制冷技術(shù)就是為了區(qū)別對(duì)待數(shù)據(jù)中心機(jī)房中不同設(shè)備的冷卻需要，從而達(dá)到節(jié)能降耗。
例如1臺(tái)服務(wù)器需要18℃，但網(wǎng)絡(luò)設(shè)備只要20℃，在未采用動(dòng)態(tài)智能制冷技術(shù)時(shí)，機(jī)房為滿足這臺(tái)服務(wù)器的要求，必須設(shè)為18℃，這就使部分的冷量浪費(fèi)掉。
動(dòng)態(tài)智能冷卻技術(shù)為每個(gè)機(jī)柜設(shè)定不同溫度，通過建置多個(gè)傳感器群組的感應(yīng)器來監(jiān)控溫度，并在每臺(tái)機(jī)柜前方的地板下都埋設(shè)排風(fēng)口，根據(jù)散熱需求針對(duì)性地動(dòng)態(tài)供應(yīng)冷卻氣流，其風(fēng)量大小可以根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)節(jié)，從而達(dá)到節(jié)能目的。據(jù)惠普新一代數(shù)據(jù)中心的體驗(yàn)中心的數(shù)據(jù)顯示，動(dòng)態(tài)智能制冷技術(shù)可能將機(jī)房的降溫成本降低40%。
須注重送回風(fēng)合理設(shè)計(jì)
在數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)，熱是通過機(jī)房?jī)?nèi)的冷氣流帶走的，從而達(dá)到冷卻的效果。不合適的機(jī)房布局和設(shè)備安裝方式，或者不合理的送回風(fēng)通道，都會(huì)妨礙氣流的運(yùn)動(dòng)，降低了散熱效果，消耗更多的能源。因此合理設(shè)計(jì)及組織機(jī)房制冷的送回風(fēng)系統(tǒng)能有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
如果要達(dá)到更好的效果，可采用冷通道全封閉送風(fēng)方案，在冷風(fēng)信道中，在所有機(jī)柜上方用隔板封閉起來，冷風(fēng)通道的兩側(cè)用門來封閉，這樣完全阻隔了冷信道與熱信道交流，避免發(fā)生混風(fēng)現(xiàn)象。
目前，數(shù)據(jù)中心常用的機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)氣流組織方式主要有下送風(fēng)上回風(fēng)、上送風(fēng)前回風(fēng)(或側(cè)回風(fēng))等方式。比較各種送、回風(fēng)方式，目前業(yè)界公認(rèn)效率較高的是采用下送風(fēng)、上回風(fēng)方式。這種方式中冷風(fēng)從下部送到機(jī)柜，經(jīng)過機(jī)柜后其溫度升高比重變輕，自然上升，滿足高溫在上、低溫在下的溫度自然分布規(guī)律，不會(huì)與送風(fēng)的冷風(fēng)混合，使冷量的利用率提高，避免冷熱氣流混合。
相關(guān)數(shù)據(jù)表明，這種送風(fēng)方式比上送風(fēng)方式提高2~3℃送回風(fēng)溫差，所需送風(fēng)量小，可以節(jié)能15~20%。對(duì)于下送風(fēng)上回風(fēng)氣流組織方式還可以采取一些措施增強(qiáng)空調(diào)制冷系統(tǒng)效率，如果盡量減少地板下走線以及讓走線槽道和送風(fēng)方向保持一致，減少對(duì)氣流的阻擋，適當(dāng)控制地板下送風(fēng)的距離，同時(shí)架空地板的高度至少為0.4m;地板下送風(fēng)時(shí)，密封機(jī)柜底部的出線孔，阻止冷風(fēng)泄漏等。
總而言之，數(shù)據(jù)中心的節(jié)能降耗是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，它不僅僅局限于上述分析的節(jié)能技術(shù)與措施，還有許多其他的節(jié)能技術(shù)及措施，例如在建設(shè)數(shù)據(jù)中心時(shí)應(yīng)用建筑節(jié)能技術(shù)，采用太陽能為數(shù)據(jù)中心提供部分的電能等等技術(shù)措施。
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