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    淺談如何提升數據中心制冷能效

    2020-11-27 9:38:32      點擊:

    淺談如何提升數據中心制冷能效

    數據中心節能降耗應從兩個方面入手,第一是減少數據中心IT設備對電能的需求,降低其能耗和發熱量,第二是提高供電和制冷系統的效率,減少不必要的浪費。今天我們一起討論下數據中心制冷系統的節能。


      數據中心機房單位面積能耗由10年前的400~500W/m2迅速升高到目前的800~1000W/m2,而且還呈現不斷上升的趨勢。尤其是目前高密度IDC機房設備集成度的提高,已經使單機架的功率大幅度提升。臺式服務器機架功率為1.5kW,模塊式服務器機架功率為10kW左右,現在最新的刀片式服務器機架功率高達30kW。高耗電,必然產生了高發熱,因此IDC機房的空調需求量也大幅度增加。


      一、針對數據中心機房IT設備用電功耗及機房散熱要求。應采用相對應的機房制冷系統解決方案和機房散熱方案:


      1、當機房機柜功耗在3~6kW時,建議采用風冷或水冷空調系統,采用面對面,背對背的冷熱通道分隔的機房氣流組織進行規劃和建設。在當地氣候允許的條件下,可考慮能效比較高的水冷空調系統和自然風冷冷卻方案。當機房局部產生熱島時,可使用有氣流導向的變風量送風地板,增強機房熱島區的局部散熱。


      2、當機房機柜功耗在8~15kW時,建議采用封閉冷通道氣流組織進行規劃,采用風冷或者水冷空調系統。在機房局部功率產生熱島時,可使用EC風機與送風地板,增強機房熱島區的局部散熱;在機房局部產生高功率熱島時,使用機房行間空調封閉局部進行內部增強快速散熱。


      3、當機房機柜功耗在15~25kW時,建議采用機房行間空調,機柜封閉增強機房熱島區電池的局部散熱,有條件可采用冷板式機柜,柜內熱空氣與冷卻水在柜內進行熱交換的冷卻技術。


      4、當機房功率大于25kW時,考慮更加高效的散熱冷卻技術,采用液冷技術,高密度服務器高度熱品質冷卻系統。


      從以上方案,我們可以看出,對于傳統的低功率機柜,利用風冷空調制冷技術即可滿足其運行條件。當功率大于10kW時,需采用封閉通道并采用行間空調制冷。當功率大于15kW時,需采用冷板式制冷技術滿足機柜運行需要。當功率大于25kW時,考慮更加散熱高效的浸沒式液冷技術。


      云數據中心發展趨勢為大規模、高密度機房,傳統的空調制冷方式將很難滿足未來的數據中心運行要求。如何更加高效節能,我們對比一下上述液冷技術路線與傳統技術性能PUE。


      二、不同冷卻技術能耗對比


      對比傳統空氣冷卻、冷板式、浸沒式液冷,不考慮外界環境因素變化,三種技術對比各有千秋。


    總 結


      分析三種技術運行工況,制冷系統制冷能耗總體不斷降低。冷板式對于傳統風冷冷卻技術能夠有效大幅度降低能耗,浸沒式液冷能夠更進一步節能降耗,PUE可以達到1.09。隨著國內對數據中心節能指標控制越加嚴格,PUE有更進一步降低的趨勢,有此可見,浸沒式液冷在高功率、大規模數據中心節能應用存在廣闊的前景。隨著技術不斷發展,數據中心制冷系統將會更加高效節能。

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