關于建設綠色數(shù)據(jù)中心的呼聲此起彼伏，大家都開始關注數(shù)據(jù)中心的能耗問題，而在不減少服務器、網(wǎng)絡、存儲等數(shù)據(jù)中心必需設備的投入時，更多的矛頭指向了能耗大戶——制冷系統(tǒng)。
實際上數(shù)據(jù)中心里真正承載業(yè)務的服務器、網(wǎng)絡、存儲等所有設備消耗的電能累加起來也才和制冷空調(diào)系統(tǒng)消耗的電能差不多，如何將電能更多的用于服務器等業(yè)務設備上，而不是浪費在對制冷設備的非必要設備上，是數(shù)據(jù)中心急需解決的難題。最近關于建設綠色數(shù)據(jù)中心的呼聲此起彼伏，大家都開始關注數(shù)據(jù)中心的能耗問題，而在不減少服務器、網(wǎng)絡、存儲等數(shù)據(jù)中心必需設備的投入時，更多的矛頭指向了能耗大戶——制冷系統(tǒng)。
為了確保數(shù)據(jù)中心設備的穩(wěn)定運行，需要保持數(shù)據(jù)中心內(nèi)部365天恒溫恒濕，通過空調(diào)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)中心的溫度、濕度、空氣潔凈度等環(huán)境參數(shù)滿足設備制造商的設計規(guī)范。在這樣的情況下，再去考慮減少數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)的能源消耗。聰明的人類自然想出了不少的方法。比如：提升數(shù)據(jù)中心運行溫度，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部運行溫度過低屢次被人所提及；減少數(shù)據(jù)中心設備的散熱；采用效率更好的空調(diào)系統(tǒng)；采用自然冷卻的技術；還有不少其它的降耗技術，其中屬自然冷卻技術最受熱捧。自然冷卻技術是充分利用自然資源，通過數(shù)據(jù)中心外部自然環(huán)境和數(shù)據(jù)中心內(nèi)部環(huán)境溫差，來達到降低數(shù)據(jù)中心內(nèi)部溫度的目的。這是一個過程，在這個過程中，制冷系統(tǒng)或者完全旁路，或者部分用自然可用空氣或水冷卻數(shù)據(jù)中心，不要認為這個過程是免費的，自然冷卻是可以有效降低數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)的能源消耗，但不是全部。為了保持數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的恒溫恒濕，當外界環(huán)境溫度高于數(shù)據(jù)中心內(nèi)部溫度時，依然要采用空調(diào)系統(tǒng)機械制冷，當外界環(huán)境溫度較低，則無需空調(diào)系統(tǒng)工作，外部的冷源可以通過直接或間接的方式引入室內(nèi)，從而減少空調(diào)系統(tǒng)的使用時間，達到節(jié)能的目的。
自然冷卻技術的應用有不少的限制條件，當數(shù)據(jù)中心外界溫度高于內(nèi)部溫度時，這種技術就無法應用。在地球赤道附近的國家，這些地方常年溫度在30℃左右，而數(shù)據(jù)中心的設計溫度一般要求在24℃~26℃，這些地方的數(shù)據(jù)中心就無法應用自然冷卻技術。有些地方溫度變化比較頻繁，四季分明，早晚溫差大，自然冷卻技術的效果就會比較有限，甚至每天空調(diào)系統(tǒng)都要要忙于開啟或關閉，反復的調(diào)整對空調(diào)的壽命影響也比較大。所以采用自然冷卻技術的數(shù)據(jù)中心，應該選擇建設在哪些溫度涼爽，溫差變化不大的區(qū)域，在這些地方往往可以取得很好的節(jié)能效果。我們看到不少的巨頭公司將數(shù)據(jù)中心建在了冰島，建在了海邊或海上，目的都是想充分利用自然冷卻的技術，為數(shù)據(jù)中心降能耗。這些地方常年溫度較低，數(shù)據(jù)中心內(nèi)外常年存在溫差，有利于數(shù)據(jù)中心散熱。
選擇了一個溫度符合的區(qū)域還遠遠不夠，數(shù)據(jù)中心對濕度，空氣質(zhì)量都有著嚴格的要求。所以自然空氣的濕度過高，空氣污染嚴重的都需要空調(diào)系統(tǒng)做二次處理。比如在海上，空氣濕度大，如果任由自然空氣灌入數(shù)據(jù)中心，濕氣往往給電子設備帶來腐蝕，加速設備老化，不利于數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定運行，這時就要增加一些干燥設備，有些空調(diào)也支持調(diào)整濕度的功能，這樣空調(diào)系統(tǒng)還是保持運轉(zhuǎn)，絲毫沒有節(jié)省電能。而對于空氣污染，空調(diào)系統(tǒng)只能無能為力了，大量的帶有硫化物，酸性物質(zhì)的空氣，含有霧霾的空氣涌入數(shù)據(jù)中心，將腐蝕電子設備，甚至帶來設備短路。對于這些低質(zhì)量的空氣，數(shù)據(jù)中心還要增加一套空氣凈化系統(tǒng)，這樣雖然減少了空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗，卻又增加了空氣凈化系統(tǒng)的能源消耗，沒能從根本上解決能耗的問題。
自然卻冷是將外部的冷空氣輸送入數(shù)據(jù)中心，不像空調(diào)系統(tǒng)那樣還要通過制冷環(huán)節(jié)（制冷是空調(diào)系統(tǒng)中最大消耗電能的環(huán)節(jié)，其它部分基本可以忽略不計），將制冷后的空氣送入數(shù)據(jù)中心，帶走熱量，這就要求自然冷卻的出入通風口要設計合理。讓冷空氣能夠經(jīng)過散熱的設備，并將熱量送向出風口。由于進入的冷空氣溫度時高時低，避免溫度的變化對運行的設備造成影響，空調(diào)系統(tǒng)還是要做調(diào)節(jié)，進行輔助調(diào)溫，空調(diào)系統(tǒng)可以處于半工作狀態(tài)，也能達到部分節(jié)能，讓數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的溫度在2℃以內(nèi)波動，這樣對數(shù)據(jù)中心設備的影響最小?？照{(diào)系統(tǒng)時時啟到數(shù)據(jù)中心內(nèi)部環(huán)境的監(jiān)控作用。
在采用自然冷卻技術的數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部和外部各有獨立的換熱盤管，用管路將兩者連接成封閉環(huán)路，環(huán)路內(nèi)有環(huán)保媒工作流體，借助媒體泵的作用流體在環(huán)路內(nèi)循環(huán)。當外部溫度較低時，直接將外部低溫空氣送至數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，為內(nèi)部降溫。當外部溫度高，不足以帶走內(nèi)部熱量時，開啟空調(diào)制冷系統(tǒng)?？照{(diào)系統(tǒng)也可以根據(jù)溫差來調(diào)節(jié)制冷的大小，從而動態(tài)調(diào)節(jié)，部分制冷，減少電能的消耗。這種利用自然空氣降溫的技術已經(jīng)達到了商用級別，在實現(xiàn)上并不存在技術難度?，F(xiàn)在自然冷卻早已經(jīng)成為一種比較成熟的技術，并在先進的數(shù)據(jù)中心開始應用。對于老舊的數(shù)據(jù)中心更換這樣一套空調(diào)制冷系統(tǒng)，成本較高。建議新建的數(shù)據(jù)中心優(yōu)先考慮自然冷卻的制冷技術，這將為數(shù)據(jù)中心節(jié)能一筆不小的開支。在如今能源短缺越來越緊張，電能消耗越來越大，商業(yè)用電價格不菲。不難預見，未來的數(shù)據(jù)中心將越來越多會采用自然冷卻技術。
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