數(shù)據(jù)中心的冷卻效率

數(shù)據(jù)中心的冷卻效率

“冷卻”已成為數(shù)據(jù)中心行業(yè)的熱門話題，高效的冷卻方法在可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要的技術作用。

當數(shù)據(jù)中心得到適當冷卻時，可以大大延長計算和存儲組件的使用壽命。配電和布線的額定值包括溫度，因此當母線槽、母線和電線等未冷卻并處于較高溫度時，必須降低其額定值。這可能意味著需要更大或更多的組件，并且運輸和安裝這些附加組件的過程進一步增加碳排放，這可能會影響可持續(xù)發(fā)展目標。

冷卻和水消耗

大多數(shù)數(shù)據(jù)中心冷卻技術通過碳排放和水消耗來影響環(huán)境。隨著傳統(tǒng)方法的廣泛使用，有可能降低電力使用效率(PUE)，從而降低傳統(tǒng)電力生產(chǎn)中通過蒸發(fā)水進行冷卻所排放的碳。

由于用于冷卻目的的水的價格特別低廉，這種解決方案成為許多行業(yè)中的經(jīng)濟選擇。然而，蒸發(fā)冷卻從流域中去除了數(shù)百萬加侖的水，并將含有高濃度污染物的廢水排放到當?shù)靥幚硐到y(tǒng)。

過度用水，特別是在一些干旱地區(qū)，可能比碳排放對環(huán)境的影響更大，因為氣候變化正在減少許多地方的水資源供應。應該為當?shù)厣鐓^(qū)、農(nóng)業(yè)和野生動物保護稀缺的水資源，因為沒有水就無法生存。隨著可再生能源的日益普及以及無水冷卻的使用，，有可能在未來幾年以更可持續(xù)和更有效的方式冷卻數(shù)據(jù)中心，而不會導致氣候變化或水資源短缺。

定義效率

如果想知道什么是最有效的冷卻技術，必須首先定義“效率”這個術語。

在大多數(shù)情況下，該術語指的是能源效率（通過PUE），這本身是好的，但能源效率通常是通過消耗水以及額外的水處理和下水道影響來實現(xiàn)的。

在能效計算中，水變得“不可見”，因此使得蒸發(fā)冷卻等水效率極其低下，盡管在降低PUE方面具有極大的能源效率。為了全面了解數(shù)據(jù)中心冷卻的可持續(xù)性，必須考慮所有的環(huán)境影響。

在許多情況下，節(jié)能器，也稱為“自然冷卻”，似乎是一種高效的技術，因為其利用冷卻的外部空氣來消除數(shù)據(jù)大廳的熱量，只需要很少的能源，并且不消耗水。但這種方法只有在室外溫度足夠低時才有效。因此，這不能成為唯一的冷卻來源，盡管這具有積極的可持續(xù)性影響，但仍存在局限性。

冷卻技術：有什么可用的？

一種有效的冷卻技術是使用節(jié)能冷水機的閉環(huán)冷凍水系統(tǒng)。通過廣泛的建模，該系統(tǒng)以盡可能少的用電量提供足夠的冷卻，并且僅使用初始量的水來啟動系統(tǒng)。在較冷的月份，無需運行制冷劑壓縮機即可提供全部或部分冷卻。當與可再生電力配合使用時，該系統(tǒng)產(chǎn)生的碳排放量可以忽略不計，只有少量碳排放來自偶爾使用備用發(fā)電機和制冷劑損失。但其不消耗額外的水，并且使用少量的電力。因此，這是碳、能源和水的效率。

此外，根據(jù)應用，可以在機架級別部署多種冷卻方法。

浸沒式冷卻通常部署在非常高密度的區(qū)域中，效率非常高，但往往價格不菲，并且需要專門的電氣元件。通過加壓活動地板輸送空氣是最靈活的方法，能夠滿足低、中和一些高密度應用的需求。浸沒式冷卻通常部署在非高架地板環(huán)境中，可以支持比加壓地板更高的密度，而無需擔心地板負載。然而，也存在布局限制。冷卻并不是一種一刀切的思維方式，因此選擇正確的方法可以最大限度地提高數(shù)據(jù)中心的效率。

總而言之，閉環(huán)風冷式冷水機組可提供效率和靈活性，且不會增加水或污水的負擔，從而創(chuàng)造更可持續(xù)的足跡。這種解決方案仍然足夠靈活，可以適應未來向浸沒式冷卻或液體到芯片冷卻的轉(zhuǎn)變。

合理規(guī)劃數(shù)據(jù)中心設計

除了不同的冷卻方法之外，數(shù)據(jù)中心還可以通過調(diào)整數(shù)據(jù)中心設計規(guī)模來實現(xiàn)效率和可持續(xù)性。正確的尺寸加上適當?shù)睦鋮s分布可以實現(xiàn)最高水平的效率。在此區(qū)域中，數(shù)據(jù)中心運營商和建筑管理系統(tǒng)可防止和解決送風和回風及水溫與正常水平不匹配的問題。運營商不斷監(jiān)控數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)，努力在不犧牲可靠性的情況下提供最高效的環(huán)境。這就是為什么正確的尺寸和適當?shù)睦鋮s分布是另一種提高效率的策略。

提高彈性和節(jié)省成本

除了整體提高可持續(xù)性之外，投資高效冷卻技術的數(shù)據(jù)中心的另外兩個主要好處是提高彈性和節(jié)省成本。節(jié)省成本的好處是顯而易見的。電是昂貴的，所以用的越少，節(jié)省的越多。然而，這不能以過度利用水為代價。

從風險的角度來看，缺水可能會完全關閉依靠蒸發(fā)水進行冷卻的設施。由于正常運行時間對任何數(shù)據(jù)中心提供商都至關重要，因此優(yōu)先考慮彈性而不是成本節(jié)約非常重要。通過努力消除水效率低的蒸發(fā)冷卻，轉(zhuǎn)而使用風冷式冷水機組，特別是在水資源緊張的地區(qū)，可以提高對氣候變化和天氣相關破壞的抵御能力。

作為數(shù)據(jù)中心開發(fā)商和運營商，在做出數(shù)據(jù)中心建設和冷卻決策時必須考慮未來。數(shù)據(jù)中心的建設可以運行數(shù)十年，而且越來越明顯的是，當今存在的環(huán)境、經(jīng)濟和監(jiān)管條件將會發(fā)生變化。

現(xiàn)今的水可能既便宜且充足，但并不能保證十年后免受短缺之苦?？稍偕娏赡懿粫霈F(xiàn)在每個人的議程上，但碳稅會導致電價上漲，而現(xiàn)今的長期可再生能源交易可以在未來節(jié)省數(shù)百萬美元?，F(xiàn)在最好的機會在于分析趨勢，并找到為可能的結果做好準備的方法，從而提高數(shù)據(jù)中心的彈性和面向未來的能力。

隨著時間的推移，來越多的數(shù)據(jù)中心運營商將轉(zhuǎn)向高效的冷卻技術，以保護其運營免受設備故障以及未來氣候變化威脅的影響。必須要為未來做好規(guī)劃，并繼續(xù)在運營的數(shù)據(jù)中心實施高效的冷卻技術。

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