如何提升數(shù)據中心機房(fáng)制(zhì)冷能效

數(shù)據中心 機房(fáng) 節能降耗應從兩個(gè)方面入手，第一是減少(shǎo)數(shù)據中心 IT設備對電能的需求，降低(dī)其能耗和發熱量，第二是提高(gāo)供電和制(zhì)冷系統的效率，減少(shǎo)不必要的浪費。 

經過多(duō)年發展， 數(shù)據中心機房(fáng)單位面積能耗 已 由 10年前的400~500W/m2迅速升高(gāo)到目前的800~1000W/m2，而且還(hái)呈現不斷上(shàng)升的趨勢。尤其是目前高(gāo)密度IDC機房(fáng)設備集成度的提高(gāo)，已經使單機架的功率大(dà)幅度提升。台式服務器(qì)機架功率為(wèi)1.5kW，模塊式服務器(qì)機架功率為(wèi)10kW左右，現在最新的刀片式服務器(qì)機架功率高(gāo)達30kW。高(gāo)耗電，必然産生(shēng)了高(gāo)發熱,因此IDC機房(fáng)的空(kōng)調需求量也大(dà)幅度增加。

1.數(shù)據中心機房(fáng)制(zhì)冷系統解決方案和機房(fáng)散熱方案  

1）當機房(fáng)機櫃功耗在3~6kW時(shí)，建議采用風冷或水(shuǐ)冷空(kōng)調系統，采用面對面，背對背的冷熱通(tōng)道(dào)分隔的機房(fáng)氣流組織進行(xíng)規劃和建設。在氣候允許的條件下，可(kě)考慮能效比較高(gāo)的水(shuǐ)冷空(kōng)調系統和自然風冷冷卻方案。當機房(fáng)局部産生(shēng)熱島時(shí)，可(kě)使用有(yǒu)氣流導向的變風量送風地闆，增強機房(fáng)熱島區(qū)的局部散熱。  

2）當機房(fáng)機櫃功耗在8~15kW時(shí)，建議采用封閉冷通(tōng)道(dào)氣流組織進行(xíng)規劃，采用風冷或者水(shuǐ)冷空(kōng)調系統。在機房(fáng)局部功率産生(shēng)熱島時(shí)，可(kě)使用EC風機與送風地闆，增強機房(fáng)熱島區(qū)的局部散熱；在機房(fáng)局部産生(shēng)高(gāo)功率熱島時(shí)，使用機房(fáng)行(xíng)間(jiān)空(kōng)調封閉局部進行(xíng)內(nèi)部增強快速散熱。  

3）當機房(fáng)機櫃功耗在15~25kW時(shí)，建議采用機房(fáng)行(xíng)間(jiān)空(kōng)調，機櫃封閉增強機房(fáng)熱島區(qū)的局部散熱，有(yǒu)條件可(kě)采用冷闆式機櫃，櫃內(nèi)熱空(kōng)氣與冷卻水(shuǐ)在櫃內(nèi)進行(xíng)熱交換的冷卻技(jì)術(shù)。  

4）當機房(fáng)功率大(dà)于25kW時(shí)，考慮更加高(gāo)效的散熱冷卻技(jì)術(shù)，采用液冷技(jì)術(shù)，高(gāo)密度服務器(qì)高(gāo)度熱品質冷卻系統。
對于傳統的低(dī)功率機櫃，利用風冷空(kōng)調制(zhì)冷技(jì)術(shù)即可(kě)滿足其運行(xíng)條件。當功率大(dà)于 10kW時(shí)，需采用封閉通(tōng)道(dào)并采用行(xíng)間(jiān)空(kōng)調制(zhì)冷。當功率大(dà)于15kW時(shí)，需采用冷闆式制(zhì)冷技(jì)術(shù)滿足機櫃運行(xíng)需要。當功率大(dà)于25kW時(shí)，考慮更加散熱高(gāo)效的浸沒式液冷技(jì)術(shù)。 

雲數(shù)據中心發展趨勢為(wèi)大(dà)規模、高(gāo)密度機房(fáng)，傳統的空(kōng)調制(zhì)冷方式将很(hěn)難滿足未來(lái)的數(shù)據中心運行(xíng)要求。如何更加高(gāo)效節能，我們對比一下上(shàng)述液冷技(jì)術(shù)路線與傳統技(jì)術(shù)性能 PUE。

2.不同冷卻技(jì)術(shù)能耗對比  

對比傳統空(kōng)氣冷卻、冷闆式、浸沒式液冷，不考慮外界環境因素變化，三種技(jì)術(shù)對比如下：

分析三種技(jì)術(shù)運行(xíng)工況，制(zhì)冷系統制(zhì)冷能耗總體(tǐ)不斷降低(dī)。冷闆式對于傳統風冷冷卻技(jì)術(shù)能夠有(yǒu)效大(dà)幅度降低(dī)能耗，浸沒式液冷能夠更進一步節能降耗， PUE可(kě)以達到1.09。随着國內(nèi)對數(shù)據中心節能指标控制(zhì)越加嚴格，PUE有(yǒu)更進一步降低(dī)的趨勢，有(yǒu)此可(kě)見，浸沒式液冷在高(gāo)功率、大(dà)規模數(shù)據中心節能應用存在廣闊的前景。随着技(jì)術(shù)不斷發展，數(shù)據中心制(zhì)冷系統将會(huì)更加高(gāo)效節能。