大型数据中心节能冷却系统

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1、大型数据中心节能冷却系统鹏博士数据中心事业部王克宁李安平（f81345@gmail.com）目前就职于微软的数据中心最有影响的专家ChristianBelady在2006年提出数据中心能源利用率（PUE）的概念。如今，PUE已发展成为一个全球性的数据中心能耗标准。数据中心的PUE的值等于数据中心总能耗与IT设备能耗的比值，比值越小，表示数据中心的能源利用率越高，该数据中心越符合低碳、节能的标准。目前国内一些小规模的传统数据中心，PUE值可能高达3左右，这意味着IT设备每消耗1瓦特电力，数据中心基础设施便需要消耗2瓦特电力。

2、据网络上收集的相关信息，目前GDS在建的4个机房在与第三方设计单位签约时，都是按照PUE值等于1.8的标准进行规划的。世纪互联近五年建设的水冷数据中心的PUE值在1.5左右。鹏博士酒仙桥大型数据中心的PUE设计值不超过1.5。根据收集相关网站信息，全球最最节能的5个数据中心分别是：■雅虎“鸡窝”式数据中心（PUE=1.08）雅虎在纽约洛克波特的数据中心，位于纽约州北部不远的尼亚加拉大瀑布，每幢建筑看上去就像一个巨大的鸡窝，该建筑本身就是一个空气处理程序，整个建筑是为了更好的‘呼吸’，有一个很大的天窗和阻尼器来控制气流。■F

3、acebook数据中心（PUE=1.15）Facebook的数据中心采用新的配电设计，免除了传统的数据中心不间断电源(UPS)和配电单元(PDUs)，把数据中心的UPS和电池备份功能转移到机柜，每个服务器电力供应增加了一个12伏的电池。同时Facebook也在使用新鲜空气进行自然冷却。■谷歌比利时数据中心（PUE=1.16）谷歌比利时数据中心竟然没有空调!根据谷歌公司工程师的说法，比利时的气候几乎可以全年支持免费的冷却，平均每年只有7天气温不符合免费冷却系统的要求。夏季布鲁塞尔最高气温达到66至71华氏度（19-22℃），

4、然而谷歌数据中心的温度超过80华氏度（27℃）。■惠普英国温耶德数据中心（PUE=1.16）惠普英国温耶德数据中心利用来自北海的凉爽的海风进行冷却。■微软都柏林数据中心（PUE=1.25）微软爱尔兰都柏林数据中心，采用创新设计的“免费冷却”系统和热通道控制，使其PUE值远低于微软其他数据中心的1.6。从上面可以看出，降低PUE最有效的措施是采用免费自然制冷措施和替代传统的UPS系统。对于数据中心，其能耗一般由IT设备能源消耗、UPS转化能源消耗、制冷系统能源消耗、照明系统和新风系统的能源消耗以及门禁、消防、闭路电视监控等弱

5、电系统能源消耗五部分组成。如果需要降低PUE的值，就需要从以下四个方面采取措施。■采用转换效率高的UPS系统。目前，新一代数据中心的设计基本采用新型的高频（IGBT技术）UPS系统，15电源转换效率和功率因数都比传统的工频（可控硅技术）UPS系统有非常大的提升，而且重量轻和体积小。由于UPS的电源转换效率和负载率成正向关系，因此在设计和运维时要尽可能提高UPS的负载率。目前国内电信和联通都在提倡使用高压直流UPS系统，取消了传统意义上UPS的逆变功能，不仅电源转换效率提高3到5个百分点，而且可靠性大大提高。上面介绍Goog

6、le和Facebook干脆在数据中心取消了传统的UPS系统，把电池和服务器的电源相结合，在正常运营时完全没有额外的能源消耗。■采用高效节能的绿色制冷系统。主要是采用水冷空调和自然制冷措施，下面做详细介绍。■采用LED绿色节能光源取代或部分取代传统光源，据了解，目前在世纪互联和鹏博士的数据中心部分机柜上已经安装LED光源。另外就是运维管理，做到人走灯关，根据人员情况确定新风系统的运行时间和风量。■弱电系统总的能源消耗很小，一般不需要过多关注。但是如果可能的话，最好采用集中的高效直流供电系统，因为一般分布式的小型直流电源系统转

7、换效率低，功率因数也低。1、适合数据中心的空调系统介绍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。空调系统的制冷能效比（COP）是指空调器在额定工况下制冷运行时，制冷量与有效输入功率之比。该数值的大小反映出不同空调产品的节能情况。空调系统的制冷能效比数值越大，表明该产品使用时产生相同制冷量时所需要消耗的电功率就越小，则在单位时间内，该空调产品的耗电量也就相对越少。新的强制性国家标准《房间空气调节器能效限定值及能效等级》（G

8、B12012.3-2010）由国家质检总局、国家标准委于2010年2月26日发布，从6月1日起将在全国范围内实施。此标准规定14000W制冷量以下民用空调器能效等级指标以及试验方法、检验规则、房间空调器产品新的能效限定值、节能评价值等。国家强制性房间空调器能效等级标准类型额定制冷量（CC)能效等级123