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(zhuān)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(gè)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(guó)內(nèi)一些小規(guī)模的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，PUE值可能高達(dá)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(gè)機(jī)房在與第三方設(shè)計(jì)單位簽約時(shí)，都是按照PUE值等于1.8的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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(jì)值不超過(guò)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(gè)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(gè)巨大的雞窩，該建筑本身就是一個(gè)空氣處理程序，整個(gè)建筑是為了更好的‘呼吸’，有一個(gè)很大的天窗和阻尼器來(lái)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(jì)，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(jī)柜，每個(gè)服務(wù)器電力供應(yīng)增加了一個(gè)12伏的電池。同時(shí)Facebook也在使用新鮮空氣進(jìn)行自然

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

5、爾蘭都柏林?jǐn)?shù)據(jù)中心，采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)的“免費(fèi)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(fèi)自然制冷措施和替代傳統(tǒng)的UPS系統(tǒng)。對(duì)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(mén)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(gè)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(jì)基本采用新型的高頻3個(gè)數(shù)據(jù)機(jī)房一般都是安裝多臺(tái)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(jī)制冷（一般安裝在精密空調(diào)內(nèi)），能效比相對(duì)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(chǎng)地，銅管過(guò)長(zhǎng)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(shí)，制冷能力嚴(yán)重下降甚至保護(hù)停機(jī)。目前國(guó)內(nèi)的數(shù)據(jù)中心一般采用對(duì)室外冷凝器噴水霧或增加涼棚來(lái)改善其在夏天的制冷效果。因此數(shù)據(jù)中心在設(shè)計(jì)時(shí)不能按其額定的制冷量計(jì)算，需要留有足夠的冗余?！鰧?duì)于傳統(tǒng)多層電信機(jī)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?yàn)闊釐u效應(yīng)夏天機(jī)房