数据中心绿色节能之路(2)

　　自然冷却是空调设计中经常采用的一种效果显著的节能手段，主要适用于冬季仍然需要制冷的场合。数据中心需要全年制冷，可以尽可能地利用自然冷却技术，减少压缩机的开启时间，达到节能的目的。此项目采用冷却塔+板式换热器的自然冷却系统，随气候环境条件改变，冷却水温度不断变化；根据冷却水的变化情况，冷冻水的制备分3种工况：电制冷模式、完全自由冷却模式和部分自由冷却模式，对应制冷系统的夏季、冬季、过渡季节运行，在过渡季和冬季减少了压缩机的工作时间和强度，大大降低了制冷功耗。以此项目为例，与常规的冷水机组相比，每年节电能达到30%～38%。

　　2.5提高冷冻水供回水温度，提高机房空调送回风温度

　　国际标准Uptime推荐的机房空调送风温度为18℃～27℃，实验证明最佳送风温度范围为20℃～25℃，在该送风温度下冷冻水供回水温度可高至18/24℃。结合国内外大型数据中心的设计及运行经验，同时确保空调系统稳定的制冷效果，此项目的空调冷冻水供回水温度为15/21℃，空调送回风温度为24/36℃。这样不仅相应提高了冷冻水机组制冷效率，延长了自然冷却运行时间，降低空调能耗及PUE值，节省运行费用；而且冷冻水温度每提高1℃，冷水机组效率可提高2%，从而大大节省能耗。

　　2.6优化气流组织和设备布局

　　空调系统的气流组织优化是数据中心室内气流循环的综合优化过程，其优化设计包括送风方式的选择、机柜与空调的布局、建筑结构及参数的选择等等。此项目设计初期，针对不同类型的送风方式，参考主流空调厂商的技术说明书，比较各类送风方式的送风效率、适用范围等因素，最终确定采用下送上回方式，机房区域架空地板高度900mm，空调间区域架空地板高度1000mm，吊顶回风高度不小于1100mm。机房气流组织图如图1。

　　机房内机柜采用面对面、背靠背的冷热通道方法，机房空调机组和机柜机架的行列成垂直式摆布，这样有效地避免冷热气流掺混，大幅提高冷空气的利用效率，降低空调的循环风量。此外尽可能减少旁通气流，如减少地板出线；选择合适的地板开孔位置，必须出线的孔洞也应在穿线后严密封堵；合理安排出风口与空调机组的距离，离空调机太近，空气的动压很大，静压很小，会导致冷空气出不来；而出风口离空调机太远，则冷风送不到。

　　此项目通过上述措施，一方面可使机房气流循环更加畅通，减少冷热气流间的相互影响；另一方面可通过合理的气流和机柜布局使机房内温度更加均匀，消除局部热点，更有效地降低了空调系统的能耗。

　　2.7变频技术

　　数据中心的服务器功耗一般会随着业务量的变动呈现一定规律的变化，因此数据中心IT设备的发热量也会呈现周期性的变化。在此项目中将变频技术引入冷水机组，通过在压缩机、风机、水泵、冷却塔等发动机驱动的组件上安装变频驱动器，使得电动机的速度能够根据负载需求进行调节，而不是在启动后只能以全速运行，从而达到优化运行、节约能源的目的。

　　具体来说变频技术可根据数据中心机房室内外不同的温度通过调节转速来改变泵和风机的性能曲线，在调整其出力的同时不影响管路系统的阻力特性，使系统能保持较高的效率运行；当流量减少一半时，普通空调系统的水泵或风机能耗仅减少20%～30%，而采用变频技术时，可减少能耗70%～80%，极大地降低了设备能耗。此外变频空调在工作时避免了设备工况的剧烈变化，如压缩机的频繁启停等等，既保证设备工作的稳定性，同时延长设备的使用寿命。