哪種機房精密空調冷卻系統有助于提高數據中心能效

隨著(zhù)當前網(wǎng)絡(luò )連接設備的應用激增，全球電力消耗處于歷史最高水平，并且隨著(zhù)時(shí)間推移越來(lái)越高。根據調研機構Gartner公司的調查，如今全球大約有49億臺網(wǎng)絡(luò )連接設備。到2020年，思科公司預測將會(huì )達到500億臺。隨著(zhù)對數據中心計算能力的需求迅速增加，削減成本高昂的電能消耗也成為數據中心提高能源效率的驅動(dòng)力。

未來(lái)挑戰：提高數據中心的能效。機房專(zhuān)用空調

事實(shí)表明，數據中心提高能效是未來(lái)的一大挑戰。數據中心渴望采用更多的能源，并提高效率。根據美國能源部發(fā)在布的數據，2016年美國數據中心的運營(yíng)和冷卻的能耗達到700億千瓦時(shí)。并且在四年內，這一數字將達到730億千瓦時(shí)。而在英國，托管數據中心行業(yè)在2015年消耗了25億千瓦時(shí)。據估計，全球的數據中心消耗約占全球電力總消耗的3%-5％。這與全球航空行業(yè)消耗的能源相當。因此，環(huán)保人士、政府監管機構和公眾都在密切關(guān)注提高數據中心的能源效率。

值得一提的是，恒溫恒濕空調，這為數據中心運營(yíng)商提供了一個(gè)減少他們巨大的運營(yíng)成本的機會(huì )，因為節約能源不僅可以節省成本，還將為減少溫室氣體排放和氣候保護作出重大貢獻。鑒于所面臨的挑戰和機遇，降低服務(wù)器的運營(yíng)成本和提高冷卻效率是關(guān)鍵，以便通過(guò)依賴(lài)更成熟和適應性更強的IT解決方案來(lái)降低運營(yíng)成本，這些解決方案可承受更高的溫度并產(chǎn)生更少的熱量。

采用 冷卻系統

在英國，數據中心水冷技術(shù)取得一些進(jìn)展，而這對于數據中心的可持續性意味著(zhù)令人鼓舞的結果。與冷卻空氣相比，冷卻水吸收熱量的能力更強，因此采用水冷成為減少數據中心能源成本最為經(jīng)濟有效的選擇。在當今的數據服務(wù)器環(huán)境中，大功率空調通常產(chǎn)生冷空氣，但是它們可以冷卻整個(gè)服務(wù)器機房嗎？坦率地說(shuō)，機房超過(guò)一半的冷空氣無(wú)法到達機柜的熱點(diǎn)進(jìn)行冷卻，其中包括CPU。而大量的費用隨著(zhù)熱空氣的消散而流失。

綠山公司在挪威建設運營(yíng)的數據中心采用附近峽灣的水來(lái)冷卻他們的數據中心。同樣令人印象深刻的是Cologix和Equinix公司在加拿大多倫多的數據中心，他們采用安大略湖的湖水為其服務(wù)器冷卻。在這兩種情況下，水是間接參與冷卻過(guò)程。通過(guò)熱交換器，數據中心內的空氣相應地被液體冷卻介質(zhì)冷卻，然后用于硬件的自然冷卻。這被稱(chēng)之為"空氣冷卻2.0".

雖然，仍然不建議采用空調冷卻整個(gè)房間，但散熱器必須盡可能靠近服務(wù)器進(jìn)行冷卻，以實(shí)現更高的散熱效率。直接冷卻與間接冷卻熱點(diǎn)相反將是最佳的。

水冷與空氣冷卻相比具有的優(yōu)點(diǎn)包括增加流量和導電率。例如，水冷具有更大的節約能源和經(jīng)濟優(yōu)勢，因為其物理特性與空氣相比，水可以吸收的熱量是空氣的3330倍，并且其傳導性則高出20倍。通過(guò)使冷卻介質(zhì)更靠近熱源，可以更有效地利用其潛力。而且，通過(guò)智能設計，可以實(shí)現CPU等敏感元件的集中冷卻。由于具有更高的冷卻性能，與傳統空調系統相比，每個(gè)服務(wù)器機架的功率密度可達到45 kW，可同時(shí)降低能源消耗。

直接水冷系統也可以提供額外的能源節省，由于服務(wù)器機架溫度較高，輸出高達60℃的熱水是可能的。這種溫度下的水可用于附近建筑物、餐館、旅館和辦公樓的熱水或供暖系統。

通過(guò)智能余熱利用可以節省額外的開(kāi)支

隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)、智能家居和自主汽車(chē)等設備在全球范圍內能源消耗日益增加，通過(guò)利用余熱利用來(lái)提高能源效率，尋求新的協(xié)同效應正變得越來(lái)越重要。

根據Borderstep Institute最近進(jìn)行的一項調查表明，由于數據中心的服務(wù)器熱量的重復使用，已經(jīng)證明能夠節省大量的能源。在瑞士，IBM公司的數據中心為其附近的游泳池提供熱水。而在印第安納州Norte Dame大學(xué)的數據中心，其余熱提供給溫室加熱，而包括蘋(píng)果和亞馬遜網(wǎng)絡(luò )服務(wù)公司（AWS）在內的運營(yíng)商正為其在北歐地區的數據中心附近的住戶(hù)庭供暖。

但是仍然存在兩個(gè)問(wèn)題。如果廢熱的溫度輸出非常低，低于60℃，則不能為鄰近的建筑供熱。為了重新利用熱量，水的溫度必須至少為6060℃，以便制備熱水。其次，其熱能不能傳輸很遠。數據中心廢熱只能用于附近用戶(hù)的應用，長(cháng)距離傳輸熱能可能帶來(lái)大量的熱量損失，導致溫度降低。

結論

隨著(zhù)計算能力需求的顯著(zhù)增加，由此為數據中心帶來(lái)高額的電費成本，創(chuàng )新的綠色概念對數據中心至關(guān)重要。在市場(chǎng)研究機構Technavio公司發(fā)布的一項研究中，數據中心綠色化的機遇正在以每年14％的速度增長(cháng)。無(wú)論是采用直接水冷還是其他制冷方式，都需要采取進(jìn)一步措施以實(shí)現降低數據中心的能耗。