大型數據中心節(jié)能冷卻系統

1、1大型數據中心節(jié)能冷卻系統鵬博士數據中心事業(yè)部王克寧李安平（f81345@）目前就職于微軟的數據中心最有影響的專家ChristianBelady在2006年提出數據中心能源利用率（PUE）的概念。如今，PUE已發(fā)展成為一個全球性的數據中心能耗標準。數據中心的PUE的值等于數據中心總能耗與IT設備能耗的比值，比值越小，表示數據中心的能源利用率越高，該數據中心越符合低碳、節(jié)能的標準。目前國內一些小規(guī)模的傳統數據中心，PUE值可能高達3左右，

2、這意味著IT設備每消耗1瓦特電力，數據中心基礎設施便需要消耗2瓦特電力。據網絡上收集的相關信息，目前GDS在建的4個機房在與第三方設計單位簽約時，都是按照PUE值等于1.8的標準進行規(guī)劃的。世紀互聯近五年建設的水冷數據中心的PUE值在1.5左右。鵬博士酒仙橋大型數據中心的PUE設計值不超過1.5。根據收集相關網站信息，全球最最節(jié)能的5個數據中心分別是：■雅虎“雞窩”式數據中心（PUE=1.08）雅虎在紐約洛克波特的數據中心，位于紐約州北

3、部不遠的尼亞加拉大瀑布，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?！鯢acebook數據中心（PUE=1.15）Facebook的數據中心采用新的配電設計，免除了傳統的數據中心不間斷電源(UPS)和配電單元(PDUs)，把數據中心的UPS和電池備份功能轉移到機柜，每個服務器電力供應增加了一個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數據中心（PUE=1.16）谷歌比利時數據中心竟然沒有空調!根據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℃），然而谷歌數據中心的溫度超過80華氏度（27℃）。■惠普英國溫耶德數據中心（PUE=1.16）惠普英國溫耶德數據中心利用來自北海的涼爽的海風進行冷卻?！鑫④浂及亓謹祿行模≒UE=1.25）微軟愛

5、爾蘭都柏林數據中心，采用創(chuàng)新設計的“免費冷卻”系統和熱通道控制，使其PUE值遠低于微軟其他數據中心的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的UPS系統。對于數據中心，其能耗一般由IT設備能源消耗、UPS轉化能源消耗、制冷系統能源消耗、照明系統和新風系統的能源消耗以及門禁、消防、閉路電視監(jiān)控等弱電系統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換效率高的UPS系

6、統。目前，新一代數據中心的設計基本采用新型的高頻3個數據機房一般都是安裝多臺才能滿足需要。下面是風冷精密空調的工作原理圖。風冷精密空調一般采用渦旋壓縮機制冷（一般安裝在精密空調內），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）。風冷精密空調在大型數據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，極可能出現熱島效應，大大降低制冷效率?！鲈谙奶焓彝鉁囟群芨邥r，制冷能力嚴重下降甚至保護停機。目前國內的數據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。因此數據中心在設計時不能按其額定的制冷量計算，需要留有足夠的冗余?！鰧τ趥鹘y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，形成嚴重的熱島效應。據了解，北方某聯通數據中心因為熱島效應夏天機房