數(shù)據(jù)中心節(jié)能方案分析

1、數(shù)據(jù)中心節(jié)能方案分析12020 年 4 月 19 日文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正。數(shù)據(jù)中心節(jié)能方案分析數(shù)據(jù)中心的能耗問(wèn)題已越來(lái)越成為人們所關(guān)注，綠色數(shù)據(jù)中心的呼聲越來(lái)越高。由于數(shù)據(jù)中心涉及的專業(yè)很多，研究者往往只從本專業(yè)出發(fā)，而沒(méi)有考慮與其它專業(yè)的配合問(wèn)題。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的節(jié)能手段也在不斷的更新和提高，當(dāng)前主要使用的節(jié)能手段有以下幾個(gè)方面。1.1 冷熱通道隔離技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐和理論證明，在一個(gè)設(shè)計(jì)不合理的數(shù)據(jù)中心內(nèi)，60%的空調(diào)機(jī)冷送風(fēng)由于氣流組織的不合理而被浪費(fèi)了。傳統(tǒng)的開(kāi)放式熱通道結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)中心面臨著兩大氣流管理難題：冷熱空氣相混合現(xiàn)象和空調(diào)冷送風(fēng)的浪費(fèi)現(xiàn)象。這兩種現(xiàn)象

2、大大降低了空調(diào)制冷的效率。其中，冷熱空氣相混合現(xiàn)象指的是由設(shè)備產(chǎn)生的熱空氣和空調(diào)機(jī)的冷送風(fēng)相混合從而提高了設(shè)備的進(jìn)風(fēng)溫度；空調(diào)冷送風(fēng)的浪費(fèi)現(xiàn)象則指的是從空調(diào)機(jī)的冷送風(fēng)并未進(jìn)入設(shè)備,并對(duì)設(shè)備冷卻而直接回流到空調(diào)機(jī)的現(xiàn)象。冷熱空氣混合現(xiàn)象也是導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心溫度不一致的主要原因，而且這種現(xiàn)象也大大降低了數(shù)據(jù)中心空調(diào)的制冷效率和制冷能力。如何解決這兩種現(xiàn)象，其實(shí)最簡(jiǎn)單的方式就是機(jī)柜面對(duì)面擺放形成冷風(fēng)通道，背靠背擺22020 年 4 月 19 日文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正。放形成熱風(fēng)通道，這樣會(huì)有效的降低冷熱空氣混流，減低空調(diào)使用效率。如下圖所示：冷熱通道完全隔離隔離冷通道或者隔離熱通道哪種方式更

3、好呢？這兩種方式都將空調(diào)的冷送風(fēng)和熱回風(fēng)隔離開(kāi)來(lái)，并使空調(diào)機(jī)回風(fēng)溫度提高以此來(lái)提高空調(diào)的制冷效率，區(qū)別主要是可擴(kuò)展性，散熱管理和工作環(huán)境的適宜性。隔離冷通道的可擴(kuò)展性主要是受地板下送風(fēng)和如何將地板下冷風(fēng)送入多個(gè)隔離冷通道的制約。很多人認(rèn)為只要當(dāng)空調(diào)機(jī)的出風(fēng)量能滿足設(shè)備的散熱風(fēng)量即可，可是她們忽略了高架地板下冷送風(fēng)對(duì)于多個(gè)隔離通道的壓力降和空間的限制。相反的隔離熱通道則是使用整個(gè)數(shù)據(jù)中心作為冷風(fēng)區(qū)域來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，正因?yàn)檫@樣擴(kuò)大冷通道的空間。隔離熱通道相比于隔離冷通道有著更多空調(diào)冗余性能，多出的熱通道空間將會(huì)在空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)能多出幾分鐘的寶貴維修時(shí)間。而且隨著服務(wù)器設(shè)備的散熱能力的提高，服務(wù)

4、器所需的散熱風(fēng)量將會(huì)大大的減少?，F(xiàn)在很多服務(wù)器的熱風(fēng)的出風(fēng)溫度可到達(dá)到 55。隔離冷通道的未被隔離部分空間的溫度將會(huì)比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心大大的提高，這將增加了數(shù)據(jù)中心工32020 年 4 月 19 日文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正。作人員的舒適度和減少數(shù)據(jù)中心其它設(shè)備的使用壽命。綜上所述，雖然這兩種方法都能夠提高空調(diào)使用效率，可是相比較起來(lái)，隔離熱通道比隔離冷通道的效率更高、適用性更好。1.2 冷源方案比較根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，數(shù)據(jù)中心的制冷系統(tǒng)占機(jī)房總功耗的40%左右。機(jī)房中的制冷主要是由機(jī)房空調(diào)負(fù)責(zé)，因此降低機(jī)房空調(diào)的耗電量能夠有效的降低機(jī)房的PUE值。當(dāng)前數(shù)據(jù)中心中較為常見(jiàn)節(jié)能制冷系統(tǒng)有以下四

5、種：（1）水冷冷凍水機(jī)組+自由冷卻系統(tǒng)本方案組成設(shè)備包含：水冷冷水機(jī)組、板式換熱器、冷卻水泵、冷卻塔、冷凍水泵、定壓補(bǔ)水裝置、加壓裝置、蓄冷水罐、末端空調(diào)機(jī)組等組成。整個(gè)系統(tǒng)由冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)組成，系統(tǒng)分三種工作模式：正常制冷、部分自由冷卻、完全自由冷卻。（2）風(fēng)冷冷凍水機(jī)組 +自由冷卻系統(tǒng)本方案組成設(shè)備包含：風(fēng)冷冷水機(jī)組、干盤(pán)管、冷凍水泵、定壓補(bǔ)水裝置、加壓裝置、蓄冷水罐、末端空調(diào)機(jī)組等組成。本系統(tǒng)做自由冷卻用的干盤(pán)管可集成于風(fēng)冷冷水機(jī)組內(nèi)，系統(tǒng)分三種工作模式：正常制冷、部分自由冷卻、完全自由冷卻。42020 年 4 月 19 日文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正。（ 3）自帶冷源式風(fēng)

6、冷空調(diào)機(jī)組 +自由冷卻自帶冷源式風(fēng)冷空調(diào)機(jī)組系統(tǒng)屬于分散式空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)機(jī)組由室內(nèi)機(jī)、室外機(jī)、干盤(pán)管組成。室外機(jī)內(nèi)置壓縮機(jī)，干盤(pán)管集中布置于室外，母管連接由水泵分配至各室內(nèi)空調(diào)機(jī)，系統(tǒng)分三種工作模式：正常制冷、部分自由冷卻、完全自由冷卻。（ 4）模塊末端全空氣空調(diào)機(jī)組水冷冷凍水本方案組成設(shè)備包含：水冷冷水機(jī)組、冷卻水泵、冷卻塔、冷凍水泵、定壓補(bǔ)水裝置、加藥裝置、蓄冷水罐、全空氣循環(huán)風(fēng)機(jī)組等組成。過(guò)渡季及冬季直接把室外冷空氣經(jīng)全空氣循環(huán)風(fēng)機(jī)組處理后送至機(jī)房?jī)?nèi)，以減少冷源部分的能耗，系統(tǒng)分三種工作模式：正常制冷、部分自由冷卻、完全自由冷卻。數(shù)據(jù)中心到底使用哪種制冷系統(tǒng)，需要根據(jù)項(xiàng)目所在地的各項(xiàng)條件綜合考慮。在中國(guó)長(zhǎng)江以北地區(qū)，如果有條件建議采用水冷冷凍水機(jī)組 +自由冷卻系統(tǒng)的方式設(shè)計(jì)制冷系統(tǒng)，這樣在冬季氣溫 7-12時(shí)能夠采用預(yù)冷的方式，使用部分冷凍機(jī)組。在室外溫