大型數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻系統(tǒng)

1、1大型數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻系統(tǒng)鵬博士數(shù)據(jù)中心事業(yè)部王克寧李安平（f81345@）目前就職于微軟的數(shù)據(jù)中心最有影響的專家ChristianBelady在2006年提出數(shù)據(jù)中心能源利用率（PUE）的概念。如今，PUE已發(fā)展成為一個全球性的數(shù)據(jù)中心能耗標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)中心的PUE的值等于數(shù)據(jù)中心總能耗與IT設(shè)備能耗的比值，比值越小，表示數(shù)據(jù)中心的能源利用率越高，該數(shù)據(jù)中心越符合低碳、節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)。目前國內(nèi)一些小規(guī)模的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，PUE值可能高達3左右，

2、這意味著IT設(shè)備每消耗1瓦特電力，數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施便需要消耗2瓦特電力。據(jù)網(wǎng)絡(luò)上收集的相關(guān)信息，目前GDS在建的4個機房在與第三方設(shè)計單位簽約時，都是按照PUE值等于1.8的標(biāo)準(zhǔn)進行規(guī)劃的。世紀(jì)互聯(lián)近五年建設(shè)的水冷數(shù)據(jù)中心的PUE值在1.5左右。鵬博士酒仙橋大型數(shù)據(jù)中心的PUE設(shè)計值不超過1.5。根據(jù)收集相關(guān)網(wǎng)站信息，全球最最節(jié)能的5個數(shù)據(jù)中心分別是：■雅虎“雞窩”式數(shù)據(jù)中心（PUE=1.08）雅虎在紐約洛克波特的數(shù)據(jù)中心，位于紐約州北

3、部不遠(yuǎn)的尼亞加拉大瀑布，每幢建筑看上去就像一個巨大的雞窩，該建筑本身就是一個空氣處理程序，整個建筑是為了更好的‘呼吸’，有一個很大的天窗和阻尼器來控制氣流。■Facebook數(shù)據(jù)中心（PUE=1.15）Facebook的數(shù)據(jù)中心采用新的配電設(shè)計，免除了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心不間斷電源(UPS)和配電單元(PDUs)，把數(shù)據(jù)中心的UPS和電池備份功能轉(zhuǎn)移到機柜，每個服務(wù)器電力供應(yīng)增加了一個12伏的電池。同時Facebook也在使用新鮮空氣進行自然

4、冷卻?！龉雀璞壤麜r數(shù)據(jù)中心（PUE=1.16）谷歌比利時數(shù)據(jù)中心竟然沒有空調(diào)!根據(jù)谷歌公司工程師的說法，比利時的氣候幾乎可以全年支持免費的冷卻，平均每年只有7天氣溫不符合免費冷卻系統(tǒng)的要求。夏季布魯塞爾最高氣溫達到66至71華氏度（1922℃），然而谷歌數(shù)據(jù)中心的溫度超過80華氏度（27℃）?！龌萜沼鴾匾聰?shù)據(jù)中心（PUE=1.16）惠普英國溫耶德數(shù)據(jù)中心利用來自北海的涼爽的海風(fēng)進行冷卻?！鑫④浂及亓?jǐn)?shù)據(jù)中心（PUE=1.25）微軟愛

5、爾蘭都柏林?jǐn)?shù)據(jù)中心，采用創(chuàng)新設(shè)計的“免費冷卻”系統(tǒng)和熱通道控制，使其PUE值遠(yuǎn)低于微軟其他數(shù)據(jù)中心的1.6。從上面可以看出，降低PUE最有效的措施是采用免費自然制冷措施和替代傳統(tǒng)的UPS系統(tǒng)。對于數(shù)據(jù)中心，其能耗一般由IT設(shè)備能源消耗、UPS轉(zhuǎn)化能源消耗、制冷系統(tǒng)能源消耗、照明系統(tǒng)和新風(fēng)系統(tǒng)的能源消耗以及門禁、消防、閉路電視監(jiān)控等弱電系統(tǒng)能源消耗五部分組成。如果需要降低PUE的值，就需要從以下四個方面采取措施?！霾捎棉D(zhuǎn)換效率高的UPS系

6、統(tǒng)。目前，新一代數(shù)據(jù)中心的設(shè)計基本采用新型的高頻3個數(shù)據(jù)機房一般都是安裝多臺才能滿足需要。下面是風(fēng)冷精密空調(diào)的工作原理圖。風(fēng)冷精密空調(diào)一般采用渦旋壓縮機制冷（一般安裝在精密空調(diào)內(nèi)），能效比相對比較低，在北京地區(qū)一般在1.5到3之間（夏天低，冬天高）。風(fēng)冷精密空調(diào)在大型數(shù)據(jù)中心中使用存在以下不足：■安裝困難。大量的室外冷凝器安裝需要非常大的場地，銅管過長不僅影響制冷效率，成本高，安裝難度大，而且影響建筑物外觀。室外冷凝器的安裝位置受空間限

7、制，極可能出現(xiàn)熱島效應(yīng)，大大降低制冷效率?！鲈谙奶焓彝鉁囟群芨邥r，制冷能力嚴(yán)重下降甚至保護停機。目前國內(nèi)的數(shù)據(jù)中心一般采用對室外冷凝器噴水霧或增加涼棚來改善其在夏天的制冷效果。因此數(shù)據(jù)中心在設(shè)計時不能按其額定的制冷量計算，需要留有足夠的冗余。■對于傳統(tǒng)多層電信機房，一般把室外冷凝器安裝在每層的四周，下層冷凝器的熱量將不斷向上散發(fā)，上層的冷凝器效率將大大降低，熱量散不出去，形成嚴(yán)重的熱島效應(yīng)。據(jù)了解，北方某聯(lián)通數(shù)據(jù)中心因為熱島效應(yīng)夏天機房