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近年來，綠色發展、節能環保的理念逐漸在眾多行業領域中得到滲透和發展，成為提升發展綜合效益的重要方式。正因為如此，越來越多的主體在實際發展過程中積極探索能夠將節能技術運用到特定環節中的方法。數據中心作為一套復雜的設施，不僅包括計算機系統及與之配套的諸如通信系統、存儲系統等子系統，同時，還包括保證數據中心持續、穩定運行的配電系統、制冷系統、消防系統、監控系統。相關研究表明，數據中心中的制冷系統是整個中心中耗電量最大的部分，其所占數據中心總耗能的30%~45%。在當前節能環保理念深入發展的情況下，如何將節能技術充分應用到數據中心的制冷系統之中，降低制冷系統的能耗，是數據中心規劃建設中重點考慮和解決的問題，也是影響數據中心建設效益的重點所在。調查顯示，目前我國數據中心建設中的制冷系統通常采用自然冷卻技術、雙冷源分布式熱管背板冷卻技術或者熱交換器來對數據中心進行制冷，優化數據中心的空調氣流，達到制冷兼具節能的效果，對這些數據中心規劃和建設中常用到的制冷節能技術進行應用性的分析，以豐富數據中心制冷中節能技術的運用研究。

1數據中心制冷節能技術的應用概述

就目前數據中心制冷節能技術的應用情況來看，常用的系統主要包括自然冷源模式和主動制冷模式兩種類型，其中前者是指利用自然環境中的溫度傳遞功能來實現數據中心溫度的調整，而主動制冷模式主要是借助一系列的制冷設備來主動地干預數據中心的溫度，使中心的溫度保持在合理的范圍內。隨著現代化數據中心建設數量和規模的擴大，以及外部環境復雜程度的提升，利用風側冷卻技術來制冷的方式逐漸不適應數據中心制冷節能的要求，但該技術在節能方面的優勢使得在特定情況下仍然被使用。數據中心制冷節能技術的應用一般是指制冷節能技術在數據中心自然冷源的使用、數據中心空調氣流的優化、數據中心空調功效的提高、數據中心高功率高密度機柜局部熱點的解決等方面的實際應用，其中自然冷源是指在不啟動壓縮機的制冷功能的基礎上，通過將室外自然存在的低溫空氣引入到數據中心，從而實現直接或者間接制冷降溫目的的方式，而這種制冷方式可以有效地降低能耗，是當前數據中心制冷中最為主要的節能技術。

2數據中心常用的制冷節能技術及其應用

2.1水側節能技術。水側冷凍系統是通過室外環境來降低數據中心溫度的效果，主要是通過室外環境來供給數據中心的冷水，這種技術在不耗費制冷能源的情況下，將水冷卻到適當的溫度。一般而言，水側冷凍系統主要由冷水機組、冷卻塔、冷凍水泵、冷卻水泵以及通冷凍水型專用空調末端構成，該系統主要采用集中式的冷源，系統中的冷水機組的制冷效率高，并且冷卻塔的放置位置靈活，在運行過程中產生的噪音也偏小，并且在規模化使用時還可有效地節省建造和維護成本。在水側節能系統中，冷水機組系統上安裝有附加風扇的換熱器，當數據中心運行環境中的溫度可以通過制冷的方式實現散熱的目的時，節能系統就會切換到以換熱器為主的模式，并對環境中的溫度進行自動化監測。在系統實際運行過程中，當數據中心外界的環境溫度達到所設置的范圍時，水冷機組的制冷功能會進入暫停狀態，水側節能系統的節能功能將會啟動。在水側節能系統中，水的蒸發冷卻系統因為具有更多可供靈活選擇的功能，并且受數據中心環境性因素的影響偏少而成為數據中心制冷系統中使用比較多的技術系統。雖然也有些企業在數據中心規劃和建設過程中使用地熱系統來對疏散中心的熱量，但這種散熱系統的效果在散熱的持續性和節能性等方面要明顯地弱于水的蒸發冷卻系統。2.2風側自然冷卻節能技術。所謂的風側自然冷卻系統是指數據中心建設中，室外空氣直接通過濾網或間接通過換熱器將室外的空氣冷量帶入數據機房內，進而對IT設備進行降溫的冷卻技術。與水側自然冷卻系統相比，風側自然冷卻系統的節能效果更加直接和明顯，該系統在運行過程中會減少能量之間的轉換和傳遞環節，從而避免不必要的能量損耗，提升數據中心制冷的效果。在技術層面，風側自然冷卻技術實現了冷源與負荷中心的直接接觸，使得系統運行不再依賴于傳統空調系統中的制冷機組的輔助降溫，從而減少數據中心空調系統的能耗。風側自然冷卻系統的原理決定了其更多地是借助外界環境中的冷溫空氣向數據中心傳送的方式來達到熱量交換和冷卻的效果，這就決定了數據中心的位置要符合長期持續性冷空氣的標準，否則就會制約自然冷卻的效果。因此，風側自然冷卻技術通常會在高緯度地區應用。而我國大部分地區的全年平均氣溫在20℃以下，這一溫度分布特點為風側自然冷卻系統的運用提供了自然性的優勢條件。當然，風側自然冷卻節能技術的運用除了與數據中心所處環境中的溫度和濕度有關以外，還與室外的空氣質量有著直接性的關聯，如果空氣質量偏差，勢必會對系統中的設備產生負面影響，造成系統整體功能弱化。例如我國華北地區的空氣污染情況比較嚴重，大氣中的水分、污染物以及氧氣等成分會對數據中心的IT設備中的金屬元器件產生較大的腐蝕作用，同時也會使設備中的非金屬元素加速老化，對設備造成永久性的損壞。因此，在實際的數據中心應用過程中，除了要考慮風側節能系統在將主系統的熱負荷進行疏散、制冷的優勢以外，還要根據數據中心所處的地理環境情況來進行綜合性的分析權衡。

3數據中心制冷節能技術應用需要注意的問題

在現代化的數據中心規劃和建設過程中，節能是基本的準則，而這種節能是在保持數據中心運行新狀態最佳化的前提下實現的。雖然技術的發展使得數據中心制冷的技術有了明顯的改善和提升，制冷的效果也更明顯，但在系統中引入節能技術的過程中，需要注意一些基本的問題，避免給數據中心的安全運行埋下隱患。3.1數據中心制冷節能技術的應用要注意因地制宜。通過對數據中心制冷節能技術應用的分析可以看出，相關的節能技術及設備的使用對外界環境的要求相對比較高，并且環境因素相對比較多，這就使得數據中心制冷節能技術的應用穩定性容易受到影響。因此，在選擇節能技術應用的過程中，要針對數據中心外界環境狀況進行靈活的選擇。同時，在相關設備運行過程中，要注意對環境的監測和干預，保證設備運行環境的整體合理性。3.2數據中心制冷節能技術應用過程中要充分考慮安全性。安全是數據中心規劃、建設以及使用過程中高度關注的問題，在制冷節能技術應用過程中，除了要考慮節能效果以外，還要對系統、設備運行的安全性進行監測，對可能出現的安全問題進行必要的預防，避免諸如火災等意外事件的出現。同時，要注意對節能設備的檢測和維護，避免設備運行中可能出現的安全隱患。3.3數據中心制冷節能技術的應用要注意綜合效益。在數據中心規劃和建設過程中，之所以使用制冷節能技術，是為了保證相關系統設備運行環境的最佳化，使這些設備能夠發揮出盡可能大的價值。因此，在節能技術應用的過程中，要從數據中心整體運行的角度出發對效益進行評價，避免過分追求節能效益而造成數據中心運行效益的下降。

4結語

現代化信息技術的深入、廣泛應用使得數據中心建設的需求量呈現出了明顯的增長，大量數據中心的出現雖然滿足了多樣化的需求，但也增加了數據中心建設中技術開發與應用的難度。在數據中心規劃和建設中，確保相關設備運行狀態的最佳化是必須優先考慮的問題。而在數據中心制冷系統中，如何在節能的同時保持系統、設備整體運行效果的最大化則是當前重點關注和解決的難題。雖然不同節能技術表現出差異明顯的優勢和劣勢，但在實際的數據中心規劃過程中，要充分考慮實際情況來進行科學選擇和嚴格論證，確保數據中心制冷節能技術的科學應用。

參考文獻

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作者:于江濤 單位:華信咨詢設計研究院有限公司