降低空调能耗是绿色数据中心运营关键

　　——北京中普瑞讯信息技术有限公司

　　由于数据中心的发热量很大且要求基本恒温恒湿永远连续运行，因此能适合其使用的空调系统要求可靠性高（一般设计都有冗余备机）、制冷量大、小温差和大风量。同时数据中心当前的PUE值在1.5~3之间，可见数据中心空调系统耗电占比之大（空调耗电是IT设备耗电的0.5~2倍之间）。降低空调能耗可以从以下几方面进行：

　　第一方面是免费冷却技术指全部或部分使用自然界的免费冷源进行制冷从而减少压缩机或冷冻机消耗的能量。常见的免费能源有：中北部地区的冬季甚至春秋季，室外空气中储存大量冷量；部分海域、河流、地下水水温较低，储存大量冷量；部分地区的自来水中也储存了大量冷量；压缩燃气在汽化过程中产生大量冷量。

　　目前常用的免费冷源主要是冬季或春秋季的室外空气。因此，如果可能的话，数据中心的选址应该在天气比较寒冷或低温时间比较长的地区。在中国，北方地区都是非常适合采用免费冷源制冷。数据中心在环境温度较低的季节，将室外空气经过过滤后直接送入机房作为冷源，也能节省大量能源，称为风冷自然冷却。这种自然冷却方式原理比较简单，成本也比较低，但存在以下不足之处：

　　要保证空气的洁净度不是一件容易的事。虽然可以通过高质量的过滤网保证空气的洁净度，但由于风量特别大，需要经常清洗更换，同时巨大的阻力也要消耗相当的能源。湿度不好控制。加湿和除湿都是相当的消耗能源。如果采用简单的工业加湿设备，需要对加湿的水源进行高度净化（成本比较高），简单的软化水不能满足要求（对设备有害，长时间会在设备内部形成一层白色物质）。温度过低，容易结露并除湿。因此需要进行细致严格的保温处理。对于大型数据中心，由于距离远，风量特别大，这样就需要很大的风道，风机的电能消耗也非常的大。实际的设计和安装也是很困难的事。不可能实现全年自然冷却，夏季的制冷方式还需要安装单独的空调设备。

　　因此，在大型数据中心中对自然环境要求较高，不推荐使用风冷自然冷却方式。推荐使用以下方式利用自然冷源制冷：采用ZP-RAS氟泵热管背板空调系统（水冷型），当室外环境温度较低时，可以关闭制冷机组，采用板式换热器进行换热，称为水冷自然冷却。这样减少了开启冷机的时间，减少大量能源消耗。湿球温度在9℃以下时可以满足完全自然冷却，在湿球温度9~16℃之间可实现部分自然冷却。在北京，一年内平均有5个月左右可以实现完全自然冷却，有2个月左右可以实现部分自然冷却。节能效果将是非常明显的。

　　石家庄电信采用了2台100KW水冷型氟泵热管背板空调为24个单机柜功率7KW/Rack的机柜制冷，现场照片如上图所示。

　　采用ZP-RAS氟泵热管背板空调系统（风冷型），当室外环境温度较低时，可以关闭压缩机，采用氟泵为冷媒提供循环动力，利用室外冷空气。这样减少了开启压缩机的时间，减少大量能源消耗。湿球温度在9℃以下时全部由氟泵制冷，在湿球温度9~16℃之间氟泵压缩机共同制冷。在北京，一年内平均有5个月左右可以实现完全自然冷却，有2个月左右可以实现部分自然冷却。节能效果将是非常明显的。

　　第二方面是送风方式的转变。国内电信运营商早期的数据中心多采用风道上送风方式，缺点是风道前后的风速差别很大，很难控制每个出风口的风量均匀。

　　虽然每个风口具有调节阀可以调节风量的大小，但是最大风量无法调整，在高空调节不方便，一般运维都做不到及时调整。目前数据中心及电信运营商普遍采用地板下送风和冷通道封闭的手段来提高制冷能力和降低空调系统功耗。

　　随着服务器功耗的增加，地板下送风逐渐满足不了高密度机架的散热需求，封闭冷通道成本较高，同时室内温度在30~40℃，机房高温让人感觉不适等缺点，于是北京中普瑞讯信息技术有限公司推出“氟泵”+“热管背板”的新型机房空调，可以解决机房热岛问题无需封闭冷通道同时降低机房PUE值。因此ZP-RAS氟泵热管背板空调系统将成为绿色数据中心空调系统的优选。