数据中心自然冷却节能技术应用研究

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1、数据中心自然冷却节能技术应用研究谢春辉广东中菱环境系统股份有限公司广东佛山528313【摘要】随着全球经济一体化的进程不断深化，节能减排已成为我国可持续经济发展的重要课题。木文结合笔者多年的工作经验，以当前中央空调节能技术的应用背景作为基础，对数据中心机房的自然冷却技术的应用进行分析，以说明数据中心机房自然冷却技术的可行性，并且将会为社会带来较好的经济效益。【关键词】数据中心；自然冷却；节能减排；发展现状一、引言随着我国IT事业的快速发展，合理采取有效措施，降低数据中心机房空调运行能耗，减少企业运营成木，是实现节能减排的重要技术手段，符

2、合我国可持续发展的战略要求。利用室外自然冷源，能够有效降低机房空调运行能耗，具有良好的经济和社会效益。目前发展现状的研究表明，利用自然冷源实现数据中心空调节能越来越引起了广泛的关注，并己经陆陆续续应用在数据中心机房。利用自然界天然冷源来降低数据中心温度的方式己经受到高度重视。例如布莱恩特州，它位于美国罗德岛，就利用该地区出现的冰雪天气来将数据中心的能耗降低，如果气温降低到寒冷的时候，该大学数据中心制冷系统就会自动利用室外的冷空气来降低冷却剂温度，而这种将室外天然冷源等免费资源加以利用是一种经济节能的方式。该大学称，这种方式制冷的数据中心

3、机房，所消耗的电能比之前降低了20%〜30%。因此，提高制冷效率、降低制冷系统能耗，使用外部自然冷源等方式制冷将成为今后机房制冷的主流。二、数据中心节能技术应用背景及现状2.1数据中心节能技术应用背景对于数据中心这类几乎全年都需要向外排热的特殊场所，全年运行空调能耗很大，目前国内存在以下几种节能手段：（1）变频技术；（2）机房空调机组自适应控制技术；（3）自然冷却技术；（4）合理设计及组织机房制冷的送冋风系统、防止跑冒滴漏等节能措施。采用正确、合理的综合解决方案可以奋效的减少空调的运行时间，在节约空调用电的同时延长空调的使用寿命，提高能

4、源的利用率。保护环境，更大的减轻国家能源的供需压力。众所周知，评价数据中心节能最重要的指标是PUE值公式如下：PUE4几房总能耗/IT设备总能耗。0前，国外数据中心PUE值通常在1.2〜1.8范围内，最先进的已达1.06,而国内机房PUE值多在2.0以上。而国外数据中心的PUE值之所非常低，和大量采用先进的节能技术有关，其中自然冷源冷却技术是重要的节能措施。自然冷源冷却技术可以直接利用或间接利用，通过利用自然低温空气或自然低温水，或者热管、转轮、板翅式热交换器等间接利用。自然低温空气自然冷却是将室外的自然环境作为冷源，当室外空气温度低于

5、室内空气温度且达到一定程度吋，通过通风将机房内的热量带走，达到降低机房内部温度的目的。2.2数据中心节能降耗现状在我国经济的快速发展的推动下，建设节能环保型社会成为发展进步的新方向，越来越多的企业也逐步承扪起节能环保的社会责任。节能环保是各行各业必须要达到的0标。工业和信息化部门发布的我国工业节能在“十二五”阶段的四大约束性指标如下：单位工业增加值能耗、二氧化碳排放量和用水量分别要比“十一五”末降低18%、18%以上和30%,工业固体废物综合利用率要提高到72%左右。所以企业想要节能减排或者降低运营成本的重中之重就是数据中心要怎么节能降

6、耗。当前，数据中心的规模不断扩大，苏设备运行的耗电量己经成为不断增加的重要成本。据调查，数据中心中空调、送风系统等机房环境调节设备的耗电量占总用电量的45%以上；IT设备耗电量第二，基本占据了数据中心的30%的用电总量；UPS供电设备耗电量是18%，是第三位。而这三类数据把机房制冷或者送风作为机房节能减排的主要方面，而辅助部分则是IT设备、UPS供电系统节能。三、数据中心节能降耗的可行性3.1数据中心运行环境要求随着计算机技术的快速发展，数据中心的建设越来越多，艽运行环境的要求比较严格，主要体现在对温度、湿度和洁浄度的控制，这些因素直接

7、影响IT设备的运行可靠性和使用寿命。通常数据中心的环境温度范围是21°C〜27°C,湿度范围40%〜60%,洁净度的要求为空气中的含尘小于50μg/m3。为保证数据中心环境的温湿度和清洁度要求，需要合理的配备机房专用空调的设备，以保证机房设备安全可靠的运行。3.2数据中心应用新风降温的可行性数据中心机房内IT设备的发热量非常大，就需要精密空调产生冷气为苏降温，精密空调的耗电量比较大，而在北方地区冬季室外却冇丰富的自然冷源一一冷空气。一方面，空调压缩机通过消耗能源制冷；另一方面，有效利用室外的自然冷源。如果能充分利用自然冷源给机房降

8、温，将有效的降低能耗，节约能源。例如我国某市2012全年约冇6个月的吋间月平均最高温度低于15°C。假如可以使用自然冷却源来降低机房温度，将会缩短空调压缩机6个月的运行时间。这样的话不仅可以达到降低电能耗损