云计算的火热,推动了数据中心的更大发展,而要打造好的数据中心,合理、良好的规划和设计是基础。

空调系统是关乎数据中心能否实现安全、高效运行的重要环节。但是,实际应用和规划之间的巨大差异,产生一些让用户深受困扰的问题。这些问题包括了适应性、可用性、PUE、温湿度均衡、耗水量等多个方面。

在数据中心规模日益庞大,功率密度持续提高的趋势下,如何利用当地的环境与资源条件,合理规划与设计空调系统,采用最适合的设计方案,在保障数据中心安全运行的同时取得最大化的节能效果,已经成为业内普遍关心的一个热点话题。

日前,在艾默生网络能源主办的“思无界,设享非凡——2016华东区设计院专家高端论坛”上,江苏省邮电规划设计院暖通空调总工罗志刚,分享了关于“数据中心空调方案的思考”,就空调系统建设及方案选择,与大家进行了深入的交流,根据实际情况选择最适合的空调方案是其观点的核心内容。

方案选择重在因地制宜

罗总指出,随着云计算大潮的到来,数据中心也呈现出了爆发式的增长态势,而且规模也越来越大,动辄上十万平米的项目越来越多,在此背景下,数据中心也面临着投资大、能耗高、工艺复杂、安全等级及运维要求高的现状。

针对全新发展趋势下空调方案的选择,罗总表示,选择一个空调方案需要考虑的方面很多,其中最重要的就是安全性,然后是节能性,此外还包括设备投资、运维等多个因素。

对于PUE、维护性、建设灵活性、用水量等多个关键指标,罗总分别介绍了水冷冷水系统、风冷冷水系统、风冷直接膨胀式机组等各种数据中心冷源方案,以及各种方案在实际应用中的优缺点。同时,通过具体案例的客观分析,他强调,因地制宜地利用环境与资源条件,是选择空调方案的重要原则。

从罗总对各种冷源方案的介绍中发现,与其他方案相比较而言,水冷冷水系统尽管在一些方面上拥有优势,但在可维护性、灵活性以及占地面积上均存在很大短板,尤其是用水量大,水资源消耗严重。他进一步指出,面对复杂的冷水系统,没有专业的运维能力,系统很难实现高效运行,会导致问题频发、效率低下。在这种情况下,还不如选择量身定制、简单易行的空调方案。同时,罗总也从环保的角度呼吁,希望数据中心建设能够审慎地应用水冷冷水系统,综合评估数据中心断水风险以及水资源消耗对环境的影响,并且要提高对WUE值的关注。基于耗水和冬季防冻等问题,采用自然冷的氟泵技术是一种不错的选择。

罗总还针对地板下送风、列间空调、热管背板等多种空调末端形式及案例应用作了介绍,同时对新风自然冷源方案进行了深入探讨,并剖析了室外空气污染对服务器的影响,提出了对数据中心空气质量的控制方法和要求。

强调普适性的研发创新

可以说,罗总深刻分析出数据中心空调系统建设应用的关键问题,并揭示了空调节能技术的发展趋势。同时,面对数据中心不断增加的规模、无法预测的功率密度,也势必会要求提高空调系统设计的适应性和灵活性。

值得一提的是,艾默生网络能源大中华区热管理解决方案部总经理严瀚在其“创所未有,节所未能——艾默生高效热管理之道”中,与罗总的观点不谋而合,并在产品层面对其提出的数据中心水资源问题予以了积极的回应。

严总表示,作为信息时代的创新者,艾默生网络能源矢志于数据中心领域的全面创新。针对数据中心空调系统的多元化需求,艾默生网络能源在技术及产品创新上进行了针对性研发,并取得了丰硕的科技创新成果。

基于对多种节能方案的客观分析,严总认为,充分利用自然冷及按需制冷是数据中心空调系统节能的必然趋势。这一结论也是艾默生网络能源在数据中心领域长期实践并归纳总结出来的经验。他进一步指出,机房空调方案除了应根据客户需求来进行不同的选择,更应关注系统能效比的概念。

严总对国内数据中心PUE现状、PUE设计与实际严重不符的原因进行了深度分析。同时,在分享了一组有关数据中心耗水量的数据后,严总也特别强调了目前数据中心水资源消耗的重视程度明显不足,WUE的概念亟待关注。

严总介绍说,艾默生网络能源对于数据中心“水”的问题,在较早时候就给予了高度重视,并进行了针对性的研发,这也充分体现了艾默生网络能源对数据中心的全面关注及多维度的设计视角。艾默生网络能源最新推出的Liebert SDC2智慧双循环节能空调,就是一款兼顾电能能耗及水资源的创新产品。这款产品采用模块化、无水设计,系统拥有一个泵循环节能模块,不仅能够高效率运行,而且杜绝了在散热过程中对水的需求和相关的化学水处理,真正做到了无需用水,彻底改变了数据中心水资源巨大浪费的现状,并且PUE可达到1.3.同时,这款产品在设计上也减少或消除了一些与水相关的器件,系统全自动运行,无需人员操作,实际部署和运维也变得更为简单。

更为突出的是,Liebert SDC2智慧双循环节能空调首创了机械压缩制冷、混合制冷、自然冷节能3种运行模式,采用高端配置的冷媒变流量控制技术,能够实现按需精确制冷,可充分利用自然冷源是该系统的最大特点,并且作为一款普适性极强的节能方案,该系统在广州以北地区均能给客户带来显著的节能价值。

此外,严总还深入地介绍了艾默生网络能源在动态双冷源、EFC蒸发冷却等最新热管理技术方面所取得的突破。动态双冷源技术以预冷为主、变冷量压缩机为辅,可以最大化地利用室外自然冷源,节能效果远超一般的水系统。EFC间接蒸发冷却技术充分利用蒸气和自然冷却取得显著节能效果,在建筑和室外环境满足条件的前提下,可最大化实现自然冷的利用,并减小备用制冷系统的投入,以确保系统达到最高效率。

显而易见,拥有很高可靠性、可扩展性与普适性的艾默生网络能源空调方案,特别适合于对空调系统建设和运营成本、数据中心面积使用率、灵活响应负载需求等方面有较高要求的应用场景。而多样化的产品配置,更是体现了艾默生网络能源提供多种方案选择、恰如其分满足客户需求的优势。

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