自然冷源技术在模块化数据中心的应用
简析数据中心空调系统节能技术的应用
简析数据中心空调系统节能技术的应用程小静刘彬华信咨询设计研究院有限公司摘要：本文结合数据中心能耗分析，分别从合理利用自然冷源、气流组织优化、采用变频技术、采用液冷技术四个方面对数据中心空调系统节能进行分析，为实现数据中心高效低碳健康发展提供一定的参考和依据。
关键词：数据中心空调系统能耗分析节能技术Application of Energy Saving Technology onAir Conditioning System in Data CenterCHENG Xiao-jing,LIU BinHuaxin Consulting Design Research Institute Co.,Ltd.Abstract:Combined with energy consumption analysis of data center,this paper analyzes energy saving of data center air conditioning system from four aspects:rational utilization of natural cooling source,optimization of air flow organization,adoption of frequency conversion technology,and adoption of liquid cooling technology,and provides certain reference and basis for the realization of high efficiency,low carbon and healthy development of data center.Keywords:data center,air conditioning system,analysis of energy consumption,energy saving technology收稿日期：2020-5-6作者简介：程小静（1988~），女，硕士，工程师；杭州市滨江区春波路999号华信咨询设计研究院有限公司建筑设计研究院公用设备三所（310052）；E-mail:****************随着云计算、大数据、人工智能、物联网的深入发展，信息数据呈现快速增长趋势，数据中心的能耗在能源消耗中所占的比例不断增加。
新环境下的数据中心冷却节能技术
Telecom Power Technology节能减排新环境下的数据中心冷却节能技术徐嘉，林武隽，刘永彬（中国电信股份有限公司北京分公司，北京随着数据中心的容量和数量不断攀升，其绿色节能的迫切性日益凸显。
用于全年不间断供冷的能耗约占本文将从制冷系统控制策略、自然冷却技术和气流组织与液冷技术三个角度，对近年来发展较快的冷却节能技术进行梳理，以期为今后数据中心的新建设计和节能改造提供技术参考。
数据中心节能；控制策略；自然冷却；气流组织；液冷Energy Saving Technology for Data Center Cooling Under New Environment，LIN Wu-jun，LIU Yong-BinChina Telecom Corporation Limited Beijing BranchWith the increasing capacity and number of data centersbecome increasingly prominent. The energy consumption for the year-round uninterrupted cooling supply accounts % of the total energy consumption，so there is great potential for energy-saving optimization. In this the cooling energy-saving technologies which have developed rapidly in recent years are summarized from 2020年9月第37卷增刊1Telecom Power TechnologyＳｅｐ． ２０２０，Ｖｏｌ． ３７ Ｎｏ． Ｓ１ 徐 嘉，等：新环境下的数据中心冷却节能技术主要用电设备，冷水主机的COP随负荷率的增加呈上凸型抛物线的趋势变化。
数据中心冷却技术
T tw,r tw,o 供水泵
换 热 器 阀门 2 阀门 1
机房回水
冷 凝 器
膨胀阀
• 机组表冷器与填料塔共同承 担降温任务，减少表冷器排 数，减少冬季水的蒸发量； • 根据室外湿球高低，调节填 料塔排风机频率，保证稳定 的出水温度； 10
蒸 发 器
压缩机
水冷电制冷机组
机房供水
间接蒸发冷却塔冬季典型工况-防冻原理
间接蒸发冷却塔+电制冷机
耗电量 kW
冷机耗电量 风机耗电量
3500
3000 2500 2000 1500 1000 500 0
普通水冷系统
冷机耗电量 风机耗电量
1500
1000 500 0
3500
30பைடு நூலகம்0
测试结果：塔内湿球温度基本在0℃以上。
15
冬季防冻测试结果
防冻实验—空气水换热器的表面温度分布
风水逆流
测试结果 管内水温在12℃以上。 管壁温度在5℃以上。 对于冬季防冻来说，顺流比 逆流的温度更高, 防冻效果 更好。
风水顺流
16
间接蒸发冷却塔的夏季运行模式
排风 C 排风机
间接蒸发冷水机
tw,p
• 夏季大幅度降低冷凝温度，提高电制冷机的COP，降 低电制冷机的电耗; • 自然冷却时间显著增加，显著降低系统的PUE；
20
实际工程可能遇到的问题
• 如果不能保证水的供应，部分时间缺水怎么办？
• 如果数据中心内部空间有限，没有地方放置大型 电制冷机怎么办？
21
如果不能保证水的供应，部分时间缺水怎么办？
12个标准数据中 心平均电力分布图
能耗高，增长速度快，空调用电比例高
2
简述数据中心冷却技术发展趋势
自然冷源的利用主要有以下 2 种方向。 1）新风直接冷却 典型的 案 例 就 是 Facebook 在 美 国 俄 勒 冈 州 普 林维尔的数据中心。室外新风经过滤处理后，进行加 湿降温，然后通过风扇墙送入机架的进风口，室外新 风经服务器加热后排到室外。 数据中心冷却系统工 作原理如图 1 所示。 该数据中心当时号称是全球最 节 能 的 数 据 中 心 ， 其 PUE （ 电 源 使 用 效 率 ） 值 达 到 1.07，远低于业界平均水平［2］。 这种方式对室外空气 质量的要求高， 目前宁夏中卫的一些数据中心尝试 应用了该技术。 2）利用深层湖水、江水冷却 典型的案例是湖南省资兴市东江湖数据中心。
1 IT 设备的发展趋势
近十年来，IT 设备的集成度 越 来 越 高 ，IT 设 备 容 量 从 500 GB 到 2 TB、10 TB、100 TB 甚 至 更 高 ； 单机架的功率密度也从原来的 10 A， 提高到 20 A、 40 A 甚至更高。 最近某互 联 网 企 业 布 置 的 核 心 机 柜，单机架功耗高达 24 kW，单机架的功耗较传统机 架提高了 10 倍。
以前数据中心机房普通采用房间级空调， 地板 下送风的冷却方式。该方式建设成本低，机房利用率 高， 用于解决 3~5 kW 的单机柜发热。 但随着机架 式、刀片式服务器在机房大量应用，单机柜内设备数 量、功率密度、发热密度都有显著提高。 传统的机房 级空调已经不能解决 IT 设备的散热问题， 行级空 调、背板空调应运而生。这种新型的空调末端更贴近 热源，能解决局部热点、高发热密度的问题，通过近 距离的冷量传输，减小风机功耗，达到节能。
数据中心空调系统节能技术白皮书
数据中心空调系统节能技术白皮书1.自然冷却节能应用1.1 概述随着数据中心规模的不断扩大，服务器热密度的不断增大，数据中心的能耗在能源消耗中所占的比例不断增加。
制冷系统在数据中心的能耗高达40%，而制冷系统中压缩机能耗的比例高达50%。
因此将自然冷却技术引入到数据中心应用，可大幅降低制冷能耗。
自然冷却技术根据应用冷源的方式有可以分为直接自然冷却和间接自然冷却。
直接自然冷却又称为新风自然冷却，直接利用室外低温冷风，作为冷源，引入室内，为数据中心提供免费的冷量；间接自然冷却，利用水（乙二醇水溶液）为媒介，用水泵作为动力，利用水的循环，将数据中心的热量带出到室外侧。
自然冷却技术科根据数据中心规模、所在地理位置、气候条件、周围环境、建筑结构等选择自然冷却方式。
1.2 直接自然冷却直接自然冷却系统根据风箱的结构，一般可分为简易新风自然冷却新风系统和新风自然冷却系统。
1.2.1简易新风自然冷却系统1.2.1.1简易新风自然冷却系统原理简易新风直接自然冷却系统主要由普通下送风室内机组和新风自然冷却节能风帽模块组成。
节能风帽配置有外部空气过滤器，过滤器上应装配有压差开关，并可以传递信号至控制器，当过滤器发生阻塞时，开关会提示过滤器报警。
该节能风帽应具备新风阀及回风阀，可比例调节风阀开度，调节新风比例。
该系统根据检测到的室外温度、室内温度以及系统设定等控制自然冷却的启动与停止。
1.2.1.2简易新风自然冷却系统控制进入自然冷却运行模式的条件：主要根据室外温度及室内设定温度作为进入自然冷却模式的依据。
ASHRAE TC 9.9- 2008建议数据机房温度范围18-27℃，可将机房温度设定为27℃，甚至更高些。
设定的室内温度越高越利于空调机组能效的提高，利用室外新风自然冷却的时间也越长。
简易新风自然冷却系统运行主要有以下模式：1．压缩机模式室外温度不满足自然冷却条件时，系统运行模式为压缩机运行模式。
通过压缩机循环制冷来冷却机房。
制冷空调设备在数据中心的应用考核试卷
B.节流装置
C.冷凝器
D.空气净化器
7.数据中心制冷空调系统
C.冷媒冷却
D.自然冷却
8.在制冷空调设备中，蒸发器的作用是什么？
A.放出热量，使制冷剂凝结
B.蒸发制冷剂，吸收热量
C.压缩制冷剂，提高温度
D.节流制冷剂，降低压力
9.以下哪种制冷系统适用于数据中心制冷？
12. B
13. D
14. A
15. C
16. D
17. D
18. D
19. D
20. D
二、多选题
1. ABCD
2. ABCD
3. ABCD
4. ABCD
5. ABCD
6. ABCD
7. ABCD
8. ABCD
9. ABC
10. ABCD
11. ABCD
12. ABCD
13. ABCD
14. ABC
A.考虑当地气候特点
B.采用可调节的冷却能力
C.设计防腐蚀措施
D.选择适宜的制冷剂
17.数据中心制冷空调系统的智能化控制可以实现以下哪些功能？
A.自动调节温度和湿度
B.能耗监测与优化
C.远程故障诊断
D.系统运行数据记录
18.以下哪些因素会影响制冷空调设备在数据中心中的安装位置？
A.数据中心的建筑结构
4.智能化控制通过实时监测和调整系统运行参数，提高能效和可靠性，实现远程诊断和优化运行策略。
14.在数据中心制冷空调系统中，以下哪些设备属于辅助设备？
A.冷却塔
B.水泵
C.电子膨胀阀
D.温湿度传感器
15.以下哪些措施可以减少数据中心制冷空调系统的维护成本？
数据中心制冷技术的应用及发展V2 1
数据中心制冷技术的应用及发展摘要：本文简要回顾了数据中心制冷技术的发展历程，列举并分析了数据中心发展各个时期主流的制冷技术，例如：风冷直膨式系统、水冷系统、水侧自然冷却系统及风侧自然冷却系统等。
同时，分析了国内外数据中心制冷技术的应用差别及未来数据中心制冷技术的发展趋势。
关键词：数据中心；制冷；能效；机房；服务器Abstract This paper briefly reviews the development of data center cooling technology, enumerates and analyzes the cooling technologies in data center development period. The enumerated technologies includes direct expansionair-conditioning system, water side cooling system, water side free cooling system and air side free cooling system, etc. At the same time, the paper analyzes the difference of data center cooling technology application between the domestic and overseas as well as the tendency of data center cooling technology in the future. Key words data center; cooling; efficiency; computer room; server1前言随着云计算为核心的第四次信息技术革命的迅猛发展，信息资源已成为与能源和材料并列的人类三大要素之一。
数据机房工程水蓄冷技术应用
数据机房工程水蓄冷技术应用摘要：近年来，随着科学技术的发展，尤其是近年来网络的发展，人们对信息的需求量逐渐增大，对网络的依赖程度日渐提高，在这种情况下，互联网行业为了保证网络的畅通，必须要利用数据机房进行工作。
但是，在数据机房发展的同时，却出现了一些问题，例如运行中的热量问题，这需要相关的人员利用一些制冷技术进行处理。
本文就数据机房工程水蓄冷技术应用进行探讨，首先简要的介绍了水蓄冷技术的情况，其次，具体阐述了它在数据机房工程中的应用，以供参考。
关键词：数据机房工程；水蓄冷技术；应用近年来，随着人们对数据需求的增大，大型数据机房获得了发展契机，而数据机房要想获得长远的发展，必须要利用专业的技术人员对这些数据机房项目进行管理，在进行设计时，要注意数据机房的水蓄冷技术的应用。
通过应用水蓄冷技术来解决数据机房中存在的问题，并实现数据机房的高效、节能发展。
一、水蓄冷技术概念介绍和应用优势1.1水蓄冷技术的概念介绍水蓄冷空调系统是在夜间电力低谷时段开启制冷系统，将电力以冷量的形式储存在蓄冷设备内，而在白天电力高峰时段再将所储存的冷量释放到空调系统中去的技术。
蓄冷空调技术，对业主来说，并不一定节电，但能节省运行费用。
而且，它能平衡电网负荷，移峰填谷，保障电网安全，提高电能利用效率。
因此，国家把它作为一种节能环保的技术大力推广。
而水冷Free－Cooling（自然冷却）节能技术是目前大型数据机房常用的节能技术。
它是在室外温度较低时，冷却塔可提供较低温度的冷却水，此时关闭冷水机组，而使用板式换热器换热提供所需冷冻水，供精密空调使用。
这期间称为完全Free－Cooling阶段；在过渡季节，用较低温度的冷却水先进板式换热器，与冷冻水回水换热，先降低冷冻水温度１～２℃，再进冷水机组，将冷冻水降低到设计供水温度，此时冷水机组处于部分负荷运行，运行能耗较低。
这期间称为部分Free－Cooling阶段。
1.2数据机房工程的环境和空调系统的特点数据机房工程通常包括机房区和辅助区。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
自然冷源技术在模块化数据中心的应用
作者：仝爱军
作者单位：中国联合网络通信有限公司河北省分公司
刊名：
电信技术
英文刊名：Telecommunications Technology
年，卷(期)：2013(8)
1.Mvalone,C;C.Belady Metrics to Characterize Data Center & IT Equipment Energy Use 2006
2.钱晓栋;李震数据中心空调系统节能研究[期刊论文]-{H}暖通空调 2012(03)
3.the green grid.White Paper #19:USING VIR TUALIZATION TO IMPR OVE DATA CENTER EFFICIENCY 2009
4.王景刚;康利改;刘杰;鲍玲玲IDC机房用室外冷源降温的可行性分析[期刊论文]-{H}暖通空调 2009(02)
5.陈育伟寒冷地区程控机房利用自然冷源空调节能的探讨[期刊论文]-{H}邮电设计技术 2003(01)
6.傅烈虎;丁麒钢封闭通道后数据中心的PUE分析[期刊论文]-{H}智能建筑与城市信息 2010(08)
7.钟景华;朱利伟;曹播;丁麒钢新一代绿色数据中心的规划与设计 2010
8.采暖通风与空气调节设计规范 2003
本文链接：/Periodical_dxjs201308008.aspx。