在参加了数据中心行业活动并与来自全国各地的工程师沟通交流之后,让行业专家感到震惊的是,关于如何减少数据中心用水量的话题很少,而目前确定没有很多解决方案可以解决这个问题,因为传统方法通常涉及使用更多能源的权衡。而使用更多能源来解决水问题是不可持续的。

数据中心行业一直努力解决历史悠久的耗电问题。就其本质而言,该行业需要大量资源来提供服务。因此,美国采暖、制冷和空调工程师协会(ASHRAE)等行业组织专注于通过使用和温度标准解决电力方面的指导方针来解决能源问题。该行业还在建造更环保的建筑,并采用创新清洁设计。数据中心的能源使用效率(PUE)在过去10年中显著下降。

虽然数据中心的整体能源在全球范围内正在减少是一个积极的发展,但大部分方案的关键部分是用水。其中一个例子是使用开放式冷却塔,利用蒸发冷却技术在空气进入数据中心之前用水冷却空气。虽然这种解决方案可以降低能耗,但用水量非常高。

提出减少数据中心用水的问题是数据中心行业可以采取行动的方法的第一步。由于人们正在经历物联网的持续泛滥。到2020年预计将超过200亿台物联网设备,如果人们保持低能耗并开始减少用水量,那么将会驾驭这一轮浪潮。

采用自然冷却降温

那么冷却系统将如何更有效地排出热量?比如说,在华氏100度的温度下,服务器上的热量正在流失。这个想法是有效地捕获热量并将其带到尽可能接近该温度的大气中,但这完全取决于吸收系统。如果水在华氏90度的温度下被回收,系统无需使用大量的水来进一步冷却。数据中心外部空气温度可能在一年中的一部分时间在95华氏度及以上,但在一年中的大部分时间将低于该温度。除非绝对需要,否则无需采用水冷即可实现“自然冷却”

采用水冷与空调制冷

显然传统的数据中心冷却系统使用水。虽然人们无法改变多少制冷量与使用多少水的物理特性,但可以控制它们。通过这样做,还可以实现更高的效率。如果外部空气温度过高而数据中心想要保持其PUE,则开启水冷设施,就这么简单。

在一整年中应用此方案。室外温度最高可达100华氏度。保持年度PUE值为1.15(PUE为1.0几近完美)是最佳选择。但是,如果亚利桑那州凤凰城的室外温度升至120华氏度,那么PUE值将会迅速上升。想象一下,如果在那时,数据中心运营商可以选择是否在有限的时间内使用水冷并继续保持低PUE值,同时具有较低的WUE(用水效率)。

使用传统的冷却解决方案,由于系统在一年中的大部分时间内需要水冷在较热的日间以相同的效率运行,因此需要高用水量。一些数据中心通过允许室温升至80华氏度和90华氏度的高温来提高效率。然而,这会产生一系列问题,其中包括服务器故障的高风险、腐蚀或霉菌,以及服务器上的细菌生长。在需要时优化水冷与空调制冷能力有助于解决这些风险。

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