数据中心的冷却效率

数据中心的冷却效率

“冷却”已成为数据中心行业的热门话题，高效的冷却方法在可持续发展中发挥着重要的技术作用。

当数据中心得到适当冷却时，可以大大延长计算和存储组件的使用寿命。配电和布线的额定值包括温度，因此当母线槽、母线和电线等未冷却并处于较高温度时，必须降低其额定值。这可能意味着需要更大或更多的组件，并且运输和安装这些附加组件的过程进一步增加碳排放，这可能会影响可持续发展目标。

冷却和水消耗

大多数数据中心冷却技术通过碳排放和水消耗来影响环境。随着传统方法的广泛使用，有可能降低电力使用效率(PUE)，从而降低传统电力生产中通过蒸发水进行冷却所排放的碳。

由于用于冷却目的的水的价格特别低廉，这种解决方案成为许多行业中的经济选择。然而，蒸发冷却从流域中去除了数百万加仑的水，并将含有高浓度污染物的废水排放到当地处理系统。

过度用水，特别是在一些干旱地区，可能比碳排放对环境的影响更大，因为气候变化正在减少许多地方的水资源供应。应该为当地社区、农业和野生动物保护稀缺的水资源，因为没有水就无法生存。随着可再生能源的日益普及以及无水冷却的使用，，有可能在未来几年以更可持续和更有效的方式冷却数据中心，而不会导致气候变化或水资源短缺。

定义效率

如果想知道什么是最有效的冷却技术，必须首先定义“效率”这个术语。

在大多数情况下，该术语指的是能源效率（通过PUE），这本身是好的，但能源效率通常是通过消耗水以及额外的水处理和下水道影响来实现的。

在能效计算中，水变得“不可见”，因此使得蒸发冷却等水效率极其低下，尽管在降低PUE方面具有极大的能源效率。为了全面了解数据中心冷却的可持续性，必须考虑所有的环境影响。

在许多情况下，节能器，也称为“自然冷却”，似乎是一种高效的技术，因为其利用冷却的外部空气来消除数据大厅的热量，只需要很少的能源，并且不消耗水。但这种方法只有在室外温度足够低时才有效。因此，这不能成为唯一的冷却来源，尽管这具有积极的可持续性影响，但仍存在局限性。

冷却技术：有什么可用的？

一种有效的冷却技术是使用节能冷水机的闭环冷冻水系统。通过广泛的建模，该系统以尽可能少的用电量提供足够的冷却，并且仅使用初始量的水来启动系统。在较冷的月份，无需运行制冷剂压缩机即可提供全部或部分冷却。当与可再生电力配合使用时，该系统产生的碳排放量可以忽略不计，只有少量碳排放来自偶尔使用备用发电机和制冷剂损失。但其不消耗额外的水，并且使用少量的电力。因此，这是碳、能源和水的效率。

此外，根据应用，可以在机架级别部署多种冷却方法。

浸没式冷却通常部署在非常高密度的区域中，效率非常高，但往往价格不菲，并且需要专门的电气元件。通过加压活动地板输送空气是最灵活的方法，能够满足低、中和一些高密度应用的需求。浸没式冷却通常部署在非高架地板环境中，可以支持比加压地板更高的密度，而无需担心地板负载。然而，也存在布局限制。冷却并不是一种一刀切的思维方式，因此选择正确的方法可以最大限度地提高数据中心的效率。

总而言之，闭环风冷式冷水机组可提供效率和灵活性，且不会增加水或污水的负担，从而创造更可持续的足迹。这种解决方案仍然足够灵活，可以适应未来向浸没式冷却或液体到芯片冷却的转变。

合理规划数据中心设计

除了不同的冷却方法之外，数据中心还可以通过调整数据中心设计规模来实现效率和可持续性。正确的尺寸加上适当的冷却分布可以实现最高水平的效率。在此区域中，数据中心运营商和建筑管理系统可防止和解决送风和回风及水温与正常水平不匹配的问题。运营商不断监控数据中心系统，努力在不牺牲可靠性的情况下提供最高效的环境。这就是为什么正确的尺寸和适当的冷却分布是另一种提高效率的策略。

提高弹性和节省成本

除了整体提高可持续性之外，投资高效冷却技术的数据中心的另外两个主要好处是提高弹性和节省成本。节省成本的好处是显而易见的。电是昂贵的，所以用的越少，节省的越多。然而，这不能以过度利用水为代价。

从风险的角度来看，缺水可能会完全关闭依靠蒸发水进行冷却的设施。由于正常运行时间对任何数据中心提供商都至关重要，因此优先考虑弹性而不是成本节约非常重要。通过努力消除水效率低的蒸发冷却，转而使用风冷式冷水机组，特别是在水资源紧张的地区，可以提高对气候变化和天气相关破坏的抵御能力。

作为数据中心开发商和运营商，在做出数据中心建设和冷却决策时必须考虑未来。数据中心的建设可以运行数十年，而且越来越明显的是，当今存在的环境、经济和监管条件将会发生变化。

现今的水可能既便宜且充足，但并不能保证十年后免受短缺之苦。可再生电力可能不会出现在每个人的议程上，但碳税会导致电价上涨，而现今的长期可再生能源交易可以在未来节省数百万美元。现在最好的机会在于分析趋势，并找到为可能的结果做好准备的方法，从而提高数据中心的弹性和面向未来的能力。

随着时间的推移，来越多的数据中心运营商将转向高效的冷却技术，以保护其运营免受设备故障以及未来气候变化威胁的影响。必须要为未来做好规划，并继续在运营的数据中心实施高效的冷却技术。

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