淺談數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的若干問題
摘要
當(dāng)今節(jié)能降耗成為數(shù)據(jù)中心建設(shè)和運行關(guān)注的焦點，特別是在空調(diào)系統(tǒng)建設(shè)中各種節(jié)能技術(shù)和設(shè)備開始普遍應(yīng)用，但是在一些項目的建設(shè)和運行中節(jié)能效果不理想，投資回收期長，運行和維護成本的增加等等。針對這些問題，本文列舉了當(dāng)今數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計、建設(shè)和運維中需要關(guān)注的問題，希望對數(shù)據(jù)中心的設(shè)計、建設(shè)和運維有所幫助，同時望行內(nèi)專家和高手斧正。
問題的提出
二十一世紀(jì)是信息化的時代，各種信息離不開計算機的處理，隨著大數(shù)據(jù)與云計算的蓬勃發(fā)展，數(shù)據(jù)中心越建越多，規(guī)模越建越大。對一個1000個機架的數(shù)據(jù)中心來說，按照每個機架平均3kW計算，1000個機架負(fù)荷為3000kW，每個小時耗電3000kWh，全年電力耗能為：3000kWh *24h/d*365d =26280000kWh，按照1元/kWh計算，全年的電費2628萬元，加上數(shù)據(jù)中心的空調(diào)、新風(fēng)、照明、其他電力設(shè)備能耗，對一個PUE為2的數(shù)據(jù)中心而言，電費為5256萬元，因此節(jié)能降耗成為數(shù)據(jù)中心建設(shè)和運維關(guān)注的焦點。PUE為2的能耗分布見圖1。
圖1 PUE=2的能耗分布圖
當(dāng)前提到PUE,必然與數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的能耗聯(lián)系在一起，對于一個PUE為2.0的數(shù)據(jù)中心，在基礎(chǔ)設(shè)施中空調(diào)的耗能占到36%，因此空調(diào)設(shè)備的制造商想盡辦法研究如何提高空調(diào)設(shè)備的能效，然而在現(xiàn)實的數(shù)據(jù)中心的建設(shè)中會遇到以下的問題：制造商推薦了高能效和節(jié)能產(chǎn)品，設(shè)計院為了提高PUE，實施各種節(jié)能產(chǎn)品的組合，但是在一些項目中未能達到實際的效果。這里要說明的并不是說技術(shù)和產(chǎn)品本身性能不好，而問題在于不同的環(huán)境、不同規(guī)模的數(shù)據(jù)中心是否選擇有針對性技術(shù)、產(chǎn)品或組合的方案。下面從六個大的方面談?wù)剶?shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)建設(shè)和運維中需要關(guān)注的那些事，同時探討數(shù)據(jù)中心建設(shè)、運維與節(jié)能平衡。
一、談?wù)剶?shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的能效
1、談?wù)剶?shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)的綜合能效
目前數(shù)據(jù)中心常見的空調(diào)設(shè)備有3種
目前在數(shù)據(jù)中心的建設(shè)中，有一種聲音就是水冷比風(fēng)冷節(jié)能，從設(shè)計方、產(chǎn)品廠商和許多的論壇的推介會，都在宣傳水冷能效的優(yōu)點。因此很多的建設(shè)方，不論規(guī)模多大都要求上水冷空調(diào)系統(tǒng)，到底風(fēng)冷好還是說冷好，下面給出兩個廠家的不同技術(shù)空調(diào)機組（裸機）的能效（見表1）。
表1 4種空調(diào)機裸機的設(shè)計能效
單從設(shè)備的自身的性能，可以看出的確水冷比風(fēng)冷能效要高。對同等功率的空調(diào)機組，各家的產(chǎn)品的能效上有細(xì)微的差別，基本上上述空調(diào)的能效的范圍見表2。
表2 4種空調(diào)裸機的能效范圍
然而在一個空調(diào)系統(tǒng)中，不能單看空調(diào)主機的能效，除了制冷主機外還要有風(fēng)機、水泵、冷卻塔等有源的輔助設(shè)備，主機加輔助設(shè)備組成一個完整系統(tǒng)，下面給出上述四種空調(diào)機組系統(tǒng)的能效情況（見表3）。
表3 4種技術(shù)空調(diào)機組的系統(tǒng)能效
從對比數(shù)據(jù)可以看出，在同樣的制冷量情況下，主機加上必須配套的設(shè)備，不同技術(shù)的空調(diào)系統(tǒng)的能效都是差不多的，能效在3左右。
還必須看到風(fēng)冷（或水冷）冷水空調(diào)系統(tǒng)還需要有分水器、閥門、管道等裝置（見圖2），有些還需要增加蓄冷罐、板換的裝置，雖然這些裝置是無源的，但水在板換、管道、閥門、蓄冷罐等設(shè)施中傳輸和交換會損失一部分的能量，經(jīng)過的環(huán)節(jié)越多、管道越長帶來損耗越大，因此加上這部分的損耗，進一步降低了空調(diào)系統(tǒng)的能效。
圖2 水冷系統(tǒng)管道和室外冷塔
因此：空調(diào)系統(tǒng)的能效不能單看主機的能效，應(yīng)該看整個系統(tǒng)的能效，在一個系統(tǒng)中增加的輔助設(shè)備越多，對能耗的影響越大。目前主流的各種空調(diào)設(shè)備，通過電控+冷媒的機械制冷從系統(tǒng)的角度能效比是差不多的。
目前如何進一步的提高空調(diào)系統(tǒng)的能效，必須是通過增加自然冷源的部件，利用外部大自然冷源，當(dāng)自然環(huán)境滿足要求時，使得空調(diào)系統(tǒng)進入半工工作狀態(tài)或全自然冷卻狀態(tài)，通過減少空調(diào)制冷的用電來提高節(jié)能目的。
2、高壓/低壓冷水機組以及相配套輔助設(shè)備的性能比較
目前大型的數(shù)據(jù)中心均采用了離心水冷的空調(diào)系統(tǒng)，離心水冷機組有高壓機和低壓機以及定頻和變頻的產(chǎn)品，當(dāng)今的設(shè)計中選用的低壓變頻的機組居多，配套的附加設(shè)備在一定程度上影響到離心水冷機組的能效。在這些產(chǎn)品中那種機型更好更節(jié)能，以高壓/低壓離心冷水機組為例，給出4種配置方案（見圖3），分析和比較其能耗的情況。
圖3 離心機組4種組合方案
高壓機的起動和運行的電流低，電纜纜線徑小損耗低；低壓機啟動和工作電流大，電纜線徑粗；低壓機需要增加一組變壓器，增加了變壓器損耗；低壓機組采用變頻的方案會產(chǎn)生30%左右的諧波干擾。4種方案的比較見表4，標(biāo)注紅色為方案的優(yōu)勢項。
表4 離心冷水機組4種組合方案的比較
以低壓離心機組為例，增加的變壓器在實施電壓和功率的轉(zhuǎn)換中會產(chǎn)生一定損耗，這部分損耗主要來自于變壓器的鐵損和銅損，這兩個損耗反映在空載和帶載兩個方面。以1600kVA的變壓器為例，廠家給出的空載損耗為2760W，帶載損耗為12420W，變壓器的年損耗=（2760+12420) *24h/d*365d =132977kWh，按1元/kWh計算每年變壓器的耗能為132977元。
因此： 高壓冷水機組省去了變壓器，電流小、線損小，比低壓冷水機組節(jié)能。高壓冷水機組投資高于低壓機組，但省去變壓器的投資，與低壓冷水機組的投資相當(dāng)。 需要考慮高壓冷水機組零部件的價格要比低壓冷水機組高。
規(guī)范要求：《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB 50736-2012中第8.2.4.3款規(guī)定：當(dāng)單臺冷水機組電動機的額定輸入功率在：
650kW ~900kW 時，可采用高壓供電方式。
900W ~1200kW時，宜采用高壓供電方式。
1200KW時，應(yīng)高壓供電方式。
3、需要關(guān)注變頻技術(shù)的負(fù)面影響
在空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計和現(xiàn)實的許多案例中，為了有效的提高設(shè)備的能效，采用變頻技術(shù)，按照實際的負(fù)荷有效控制冷水機組、水泵和風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，達到節(jié)能的目的。還以上述案例做相應(yīng)的比較，在20~100%負(fù)載的情況下，各負(fù)載段的能效比見圖4。
圖4 定頻與變頻離心冷水機組不同負(fù)載情況下的能效情況
變頻離心水冷機組的最高能效比是工作在50%負(fù)載的時候，其IPLV超過10，當(dāng)負(fù)載超過80%時，定頻和變頻的能效趨于一致，在100%時變頻的耗能要比定頻高，因為增加了變頻器耗能。
變頻技術(shù)雖然在低負(fù)載的情況下有效提高能效，提升節(jié)能的效果，但是在單方面追求能效提高節(jié)能的情況下，忽視的變頻帶來新的問題：諧波危害，諧波帶來：
u 諧波對電網(wǎng)的干擾
u 降低電力設(shè)備使用壽命
u 影響到IT設(shè)備的正常工作
因此目前電力部門要求在低壓配電側(cè)必須加裝諧波治理減少對電網(wǎng)的干擾，IT、廣電和通訊行業(yè)更是強制要求增加諧波治理的設(shè)備來解決信號傳輸中的干擾問題。
變頻器是一個電子的設(shè)備，故障率高于定頻機，增加后期的維護成本。還需要看到變頻器和諧波治理設(shè)備有2%左右的耗能，因此當(dāng)負(fù)載超過80%時，反而增加的能耗，未能起到節(jié)能的目的。
采用變頻技術(shù)增加初期的投資，與大功率冷水機組相配套的變頻器+諧波治理設(shè)備一套造價在40萬左右。
因此：
1）變頻技術(shù)雖然在一定的環(huán)境下能夠調(diào)節(jié)系統(tǒng)運行狀態(tài)，起到一定的節(jié)能效果，但是在80%以上（含）負(fù)載帶來負(fù)面影響反而增加了能耗，沒有達到節(jié)能的目的，同時增加了投資。
2）諧波對環(huán)境的影響，需要增加治理的設(shè)備。GB50174-2017 《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》要求：向公用電網(wǎng)注入的諧波電流分量（方均根值）允許值應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》GB/T14549的有關(guān)規(guī)定，因此在數(shù)據(jù)中心的建設(shè)中必須增加諧波治理。
4、風(fēng)冷冷水機組與離心冷水機組比較
目前數(shù)據(jù)中心的水冷空調(diào)有風(fēng)冷冷水和水冷冷水機組，特靈公司做過離心水冷冷水機組與風(fēng)冷冷水機組在全負(fù)荷、部分負(fù)荷的耗電量比較，其結(jié)果見表5。
表5風(fēng)冷冷水式與水冷冷水機組比較
全負(fù)荷時風(fēng)冷機組耗能大于水機組，大約為15%
2/3負(fù)荷時兩者基本持平
1/3負(fù)荷時風(fēng)冷機組耗能低于水冷機組，大約為30%
可見風(fēng)冷水冷與水冷冷水機能耗差別不大，水冷冷水機組在用水量，冷塔、水處理、冷凝器以及管道的清洗等維護保養(yǎng)的費用高于風(fēng)冷冷水機組，如果加上自然冷卻，其風(fēng)冷冷水優(yōu)勢會大于水冷冷水系統(tǒng)。
5、風(fēng)冷直膨與水冷系統(tǒng)的綜合比較
目前數(shù)據(jù)中心主流的空調(diào)系統(tǒng)有風(fēng)冷直膨精密空調(diào)與水冷空調(diào)，表6給出這兩種空調(diào)系統(tǒng)綜合比較關(guān)系。
表6 風(fēng)冷直膨與水冷系統(tǒng)的綜合比較
如何選擇，需要根據(jù)環(huán)境、規(guī)模、系統(tǒng)復(fù)雜性、可維性等角度綜合平衡，科學(xué)的選擇適合的空調(diào)系統(tǒng)。
6、行級制冷空調(diào)并不節(jié)能
行級制冷空調(diào)最早是用來解決對大于8KW高密度機柜的精確制冷。隨著模塊化數(shù)據(jù)中心和微模塊機柜組合的出現(xiàn)，工廠訂制化生產(chǎn)和快速部署的優(yōu)勢，給行級空調(diào)賦予了新的使用范圍。但是在現(xiàn)實的數(shù)據(jù)中心的建設(shè)中，將行級空調(diào)作為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，采用行級空調(diào)作為常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用，會帶來以下的問題：
1）全部采用行級制冷空調(diào)總的制冷量需要增加20%；
2）行級制冷的空調(diào)增加30%的投資；
3）全部采用行級空調(diào)需要與冷通道封閉配套，否則當(dāng)一臺行間空調(diào)故障時，會直接影響到左右相鄰機架的制冷；
4）采用水冷的行級制冷空調(diào)，水路復(fù)雜、水進機房，跑冒滴漏帶來很大的安全隱患。
圖5和圖6給出某個數(shù)據(jù)中心行級空調(diào)的案例，277個機柜用了128臺行級空調(diào)，差不多兩個機柜配一臺行級空調(diào)。在一個112個機柜的機房中，48臺行級空調(diào)配置了96只控制水閥。
圖5 某數(shù)據(jù)中心大量使用行級空調(diào)的實例
圖6 48臺行級空調(diào)使用了 96 個水閥
因此，在數(shù)據(jù)中心的建設(shè)中，行級空調(diào)不是一種節(jié)能的產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計，大面積的采用行級空調(diào)，增加投資、管道的復(fù)雜性、給后期運維帶來風(fēng)險和工作量，同時并不能起到節(jié)能的效果。
二、空調(diào)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)中心建筑的要求
1、水冷系統(tǒng)對建筑的要求
在2010年以前，數(shù)據(jù)中心的制冷還是風(fēng)冷直膨精密空調(diào)獨統(tǒng)天下，2010年以后，水冷系統(tǒng)走進數(shù)據(jù)中心，已成為當(dāng)下中大型數(shù)據(jù)中心流行的設(shè)計，其原因是數(shù)據(jù)中心的大型化以后傳統(tǒng)的風(fēng)冷直膨精密空調(diào)遇到難以解決的問題：一是風(fēng)冷直膨精密空調(diào)存在室外機的距離和高差限制，二是大量的室外機受到室外安裝場地的限制。但是風(fēng)冷冷水機組、冷卻塔一般安裝在屋面，其重量在幾噸至幾十噸，需要對建筑的荷載、防水、避雷、抗震要做特殊處理，因此需要增加建筑的成本。
離心冷水機組、水泵、板換、集/分水器、水處理器、定壓補水、蓄冷罐等設(shè)備需要占用有效的建筑空間，一個5000平米的數(shù)據(jù)中心，冷水機組等輔助設(shè)備需要1000平米的有效建筑面積，不僅增加相應(yīng)的建筑成本，同樣擠占了數(shù)據(jù)中心機房的面積。
地表水制冷已走進數(shù)據(jù)中心，為了防止水質(zhì)、枯水期、水溫不能滿足要求，盡管只有1%的可能，需要建立雙系統(tǒng)，雙系統(tǒng)需要更多的占用數(shù)據(jù)中心的建筑面積（見圖7）。
圖7 湖水制冷需要雙系統(tǒng)和占用更多的建筑面積
2、風(fēng)墻技術(shù)對建筑的要求
風(fēng)墻技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)的多個數(shù)據(jù)中心得到應(yīng)用，風(fēng)墻技術(shù)中與外界自然環(huán)境的溫度處理系統(tǒng)需要特殊的進風(fēng)、混合和排風(fēng)的建筑結(jié)構(gòu)，同時占用較大的建筑面積，基本上其面積與IT機房的面積為1:1（見圖8）。
圖8 風(fēng)墻技術(shù)的實際案例
在風(fēng)沙、霧霾和雨雪天氣制約了風(fēng)墻的使用，因此需要增加一套水冷空調(diào)來做備份。這部分的水冷設(shè)備也需要占用一定的建筑面積，通俗的講數(shù)據(jù)中心的得房率不高。另外增加的水系統(tǒng)需要考慮建筑的承重，必須做加固處理。
因此在節(jié)能的同時，還需要關(guān)注不同的空調(diào)系統(tǒng)系統(tǒng)會增加相應(yīng)的建筑成本，同樣增加了數(shù)據(jù)中心機房的面積占比，這是建設(shè)方需要綜合考慮的問題。
三、水冷系統(tǒng)需要關(guān)注的其他問題
1、水源成為數(shù)據(jù)中心運行的短板
在水冷冷水空調(diào)系統(tǒng)中，將機房產(chǎn)生的熱量通過水傳導(dǎo)吸收機房的熱量，再用另一路冷卻水進行冷卻降溫后再回到冷水機組制冷，采用冷卻塔降溫，其蒸發(fā)的損耗是冷卻塔流量的1%。一個1000個機架（單機架4KW）數(shù)據(jù)中心，滿負(fù)荷運行時一天需要蒸發(fā)400噸冷卻水，很少有兩路供水的的數(shù)據(jù)中心（水不同于電，電可以自備發(fā)電機），當(dāng)市政供水管網(wǎng)故障時（如水管爆裂或檢修），一般修復(fù)的時間很長，數(shù)據(jù)中心會因斷水而停機，在某數(shù)據(jù)中心就發(fā)生過用灑水車?yán)燃钡陌咐?/p>
因此水成為數(shù)據(jù)中心運行的短板，在建設(shè)中額外需要增加數(shù)百噸的冷卻水的補水池或增加其他的應(yīng)急制冷系統(tǒng)。圖9為某數(shù)據(jù)中心為了防止水的短板帶來的安全風(fēng)險，采用水冷冷凍水和風(fēng)冷冷凍水兩套完全獨立的水系統(tǒng)。
圖9 某中心防止停水
設(shè)置水冷冷水系統(tǒng)和風(fēng)冷冷水兩套系統(tǒng)
2、離心水冷冷水機組的喘振問題
選用離心冷凍機組，如果負(fù)載低于20%會出現(xiàn)喘振，導(dǎo)致系統(tǒng)宕機，目前解決低負(fù)載的喘振的辦法有兩種：一是利用蓄冷罐作為過渡，水冷主機先對冷凍水進行遇冷，當(dāng)達到設(shè)置溫度是停冷水主機，由蓄冷罐的冷凍水給機房制冷，此方案給運行的控制帶來一定的難度。二是在初期負(fù)載很低的情況下使用假負(fù)載來保證空調(diào)系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)（有此案例），使用假負(fù)載不僅沒有達到節(jié)能的目的，反而增加的能耗。
3、需要關(guān)注系統(tǒng)備份與冗余的復(fù)雜性
水冷系統(tǒng)架構(gòu)非常復(fù)雜，需要配套的設(shè)備、管道、閥門繁多。復(fù)雜的水處理系統(tǒng)不僅增加施工的難度和后期運維的難度，同時水進機房帶來跑冒滴漏運行風(fēng)險。
數(shù)據(jù)中心的空調(diào)系統(tǒng)建設(shè)中需要考慮到運行的可靠性和可維性，因此需要增加一部分的冗余備份，在出現(xiàn)故障或維護時可以滿足不中斷運行的在線維修，對不同的空調(diào)系統(tǒng)冗余備份的設(shè)備和數(shù)量是不一樣的，系統(tǒng)的復(fù)雜性和投資也是不一樣的，表7為不同空調(diào)系統(tǒng)冗余備份配置。
表7不同空調(diào)系統(tǒng)冗余備份的配置
可見系統(tǒng)配套的設(shè)備越多，系統(tǒng)越復(fù)雜，備份越復(fù)雜，增加投資越高。
四、需要關(guān)注運行的成本
1、初期運行對PUE制約
PUE是一個綜合的指標(biāo)，必須是在數(shù)據(jù)中心春夏秋冬四季運行的情況下綜合測評。數(shù)據(jù)中心的投產(chǎn)的初期負(fù)載很少，要想PUE達到設(shè)計要求是不可能的，必須是在負(fù)載達到80%以上，這個需要幾年的時間，才能顯現(xiàn)出節(jié)能的效果，對企業(yè)的數(shù)據(jù)中心往往這個過程需要3年以上，甚至更長。
2、需要關(guān)注運維的成本
風(fēng)冷直膨空調(diào)系統(tǒng)運行維護簡單，日常只要做好巡檢和室外機散熱片定期沖洗外，沒有故障不需要產(chǎn)生費用，不需要專業(yè)的技術(shù)人員。而采用水冷系統(tǒng)需要考慮以下的運行的成本：
1）一個1000個機柜（單機柜4KW）的數(shù)據(jù)中心，采用水冷冷水系統(tǒng)，冷卻塔滿載運行一天蒸發(fā)的耗水量需要400噸，這部分是需要折算到能耗中，也就說需要考慮WUE指標(biāo)。
2）要考慮每年的維護保養(yǎng)的費用，對水的軟化處理、每年管道的清洗、加藥（除菌、除銹）、更換機油和過濾器、補充制冷劑等。
3）在北方，室外零下的溫度需要給冷卻塔、和管道電加熱,否則水管凍裂直接導(dǎo)致機房的溫度上升而宕機。一臺1000RT的離心水冷機組所配套的冷卻塔需配60kW的電加熱器（由4個模塊組成，每個模塊15kW），管道的電伴熱也需要消耗一定的電能。
4）水系統(tǒng)需要至少增加1~2個專業(yè)的工程師，還需要安排24小時值班，增加人力的成本。
以一個2000個機架數(shù)據(jù)中心采用水冷冷水系統(tǒng)為例，每年的增加的運行和維護費用超過200萬，相當(dāng)于空調(diào)系統(tǒng)需要節(jié)能200萬的電費才能抵消。
3、需要綜合平衡節(jié)能投資與數(shù)據(jù)中心生命周期的關(guān)系
如果將PUE從2.0提升到1.5，需要增加基礎(chǔ)建設(shè)的投資，特別是空調(diào)系統(tǒng)。即使不考慮這些系統(tǒng)每年運行費用，至少需要3年才能收回成本。但是實際情況是投產(chǎn)初期由于低負(fù)荷工作，加上每年的運維的費用，往往需要8年甚至更長，延長了回收成本的年限，表8給出不同制冷系統(tǒng)初投資的比較（設(shè)風(fēng)冷直膨系統(tǒng)投資為1）。
表8 不同制冷方式與初投資比較
在建設(shè)中需要考慮數(shù)據(jù)中心運行生命周期，每個設(shè)備都要經(jīng)歷安裝、運行、老化和更新的過程，每個設(shè)備的生命周期取決于設(shè)計壽命、運行環(huán)境、帶載能力和技術(shù)的更新，當(dāng)設(shè)備老化帶來性能和可靠性的下降時，就需要及時淘汰和更新，因此過度的投資會帶來投資回報率的下降。下面給出數(shù)據(jù)中心的生命周期表圖（見表9）。
表9 數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的生命周期
五、地表水和風(fēng)墻制冷需要關(guān)注的其他問題
近幾年利用地表水直接制冷和利用自然環(huán)境的低溫制冷走進數(shù)據(jù)中心的空調(diào)系統(tǒng)，節(jié)能效果顯著，然而有下列的問題需要給予足夠的關(guān)注：
1、地表水制冷對環(huán)境的要求
充分利用地表水（江河湖水）自然冷卻，可以大幅度提升PUE，CLF可以達到1.1，還需要關(guān)注以下的問題：
1）利用江河湖水作為冷源，應(yīng)對水體資源和水體環(huán)境進行評價，并取得相關(guān)部門的批準(zhǔn)同意。當(dāng)江河湖為航運通道時，取水口和排水口的設(shè)置位置還應(yīng)取得航運主管部門的批準(zhǔn)。
2）利用江河湖水作為冷源，應(yīng)考慮豐水、枯水季節(jié)的水位差，并應(yīng)有措施防止洪水對數(shù)據(jù)中心造成影響。
3）水的凈化處理和防綠藻；
4）數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的熱水需要做降溫處理，不能直接排放到湖里，否則破壞環(huán)境和生態(tài)。
5）冬季有凍結(jié)可能的地區(qū)，制冷系統(tǒng)應(yīng)有防范措施。
2、風(fēng)墻技術(shù)對環(huán)境的要求
充分利用室外自然的低溫空氣通過風(fēng)墻對IT的設(shè)備進行冷卻和換熱?？纱蠓忍嵘齈UE，除了需要特殊的建筑結(jié)構(gòu)和較大的場地外，還需要關(guān)注以下的問題：
1）對空氣質(zhì)量要求高，不適合雨雪、風(fēng)沙、灰霾天，機房主設(shè)備會被逐漸腐蝕，增加除塵和除有害物質(zhì)（如二氧化硫等）建設(shè)和維護成本，考察過某個風(fēng)墻數(shù)據(jù)中心的案例，一個400平米的機房，每年更換中效過濾器的成本需要40萬,如果需要除硫等有害物質(zhì)的費用更高，這部分維護成本將抵消節(jié)能帶來好處。
2）系統(tǒng)復(fù)雜，投資高：為了解決全年10%的空氣質(zhì)量不達標(biāo)的天氣，需要再建一套蒸發(fā)制冷或水冷系統(tǒng)。
結(jié)束語
上面從六個方面分析了數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)能效和節(jié)能需要關(guān)注的現(xiàn)實問題，這里需要說明的是不是否定上述的技能技術(shù)和產(chǎn)品，而是選擇什么樣的空調(diào)系統(tǒng)，如何將節(jié)能與運維、投資與PUE回報達到最佳平衡，需從規(guī)劃、地理環(huán)境、氣候、水資源、規(guī)模、建筑、投資、復(fù)雜程度、電力成本、維護成本、人力資源、系統(tǒng)的能效、設(shè)備的生命周期、穩(wěn)定性和可維性等維度對各種空調(diào)系統(tǒng)做綜合比較，通過評估后選擇最佳組合方案?？傊?jié)能是一個貫穿數(shù)據(jù)中心生命周期的永恒的追求目標(biāo)，量體裁衣，科學(xué)抉擇，才能最終達到建設(shè)與運行總能耗的平衡。
最后談一點寫這篇文章的初衷、個人的體會：
隨著數(shù)據(jù)中心建設(shè)規(guī)模、數(shù)量和電力不斷增長，節(jié)能減排、綠色數(shù)據(jù)中心成為熱門的話題和追求的目標(biāo)，因此節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品百花齊放，在近幾年行業(yè)會議、論壇都在宣傳、介紹各種節(jié)能的技術(shù)和產(chǎn)品，以及節(jié)能的案例，都是一片贊歌，沒有（或很少）涉及到節(jié)能背后存在的問題和困惑。
我在IT行業(yè)工作有近50年的時間，負(fù)責(zé)或參與大大小小的機房建設(shè)不下30個（大到4萬平米，小到百十平米），這幾年考察（或跟進）的大型數(shù)據(jù)中心也不下十個，與設(shè)計院、產(chǎn)品制造商、建設(shè)方、運維方做過大量的交流，對比過不同產(chǎn)品性能指標(biāo)，每年也參加數(shù)個數(shù)據(jù)中心的方案評審，跟蹤過一些數(shù)據(jù)中心運行狀況?？吹讲簧俚臄?shù)據(jù)中心的建設(shè)中和運維遇到很多的問題，有些未能達到設(shè)計指標(biāo)、有些運維的成本很高、有些運行的故障很高，有很多的數(shù)據(jù)中心運行5年還沒有收回投資，有些在行業(yè)中產(chǎn)生了誤導(dǎo)（比如很多的單位數(shù)百平米機房指定水冷系統(tǒng)為首選，認(rèn)為空調(diào)節(jié)能就是水冷空調(diào)，行間級的空調(diào)作為標(biāo)配的設(shè)計）等等。
因此這幾年收集、對比和實地核準(zhǔn)，整理大量的數(shù)據(jù)，寫成這篇文章，在數(shù)據(jù)中心工作組、中數(shù)盟、計算機協(xié)會等團體舉辦的論壇上做演講。很多的產(chǎn)品廠商、設(shè)計院、建設(shè)和運營方都認(rèn)同問題的存在，但是廠商和設(shè)計院都規(guī)避這些問題，結(jié)果是建設(shè)方和運營方被動的承擔(dān)其后果。這里再次強調(diào)和說明的是，作為上述的節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品本身在提高能效和節(jié)能是沒有問題的，問題是不能孤立的看其優(yōu)點，更要看系統(tǒng)的效果和需要關(guān)注的問題，就像藥品的性能說明書中一定是同時給出功效+副作用+注意事項。總之是希望從不同的角度來關(guān)注節(jié)能中問題。
本文標(biāo)題：淺談數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的若干問題
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