哪種機房精密空調冷卻系統有助于提高數據中心能效

隨著當前網絡連接設備的應用激增，全球電力消耗處于歷史最高水平，并且隨著時間推移越來越高。根據調研機構Gartner公司的調查，如今全球大約有49億臺網絡連接設備。到2020年，思科公司預測將會達到500億臺。隨著對數據中心計算能力的需求迅速增加，削減成本高昂的電能消耗也成為數據中心提高能源效率的驅動力。

未來挑戰：提高數據中心的能效。機房專用空調

事實表明，數據中心提高能效是未來的一大挑戰。數據中心渴望采用更多的能源，并提高效率。根據美國能源部發在布的數據，2016年美國數據中心的運營和冷卻的能耗達到700億千瓦時。并且在四年內，這一數字將達到730億千瓦時。而在英國，托管數據中心行業在2015年消耗了25億千瓦時。據估計，全球的數據中心消耗約占全球電力總消耗的3%-5％。這與全球航空行業消耗的能源相當。因此，環保人士、政府監管機構和公眾都在密切關注提高數據中心的能源效率。

值得一提的是，恒溫恒濕空調，這為數據中心運營商提供了一個減少他們巨大的運營成本的機會，因為節約能源不僅可以節省成本，還將為減少溫室氣體排放和氣候保護作出重大貢獻。鑒于所面臨的挑戰和機遇，降低服務器的運營成本和提高冷卻效率是關鍵，以便通過依賴更成熟和適應性更強的IT解決方案來降低運營成本，這些解決方案可承受更高的溫度并產生更少的熱量。

采用 冷卻系統

在英國，數據中心水冷技術取得一些進展，而這對于數據中心的可持續性意味著令人鼓舞的結果。與冷卻空氣相比，冷卻水吸收熱量的能力更強，因此采用水冷成為減少數據中心能源成本最為經濟有效的選擇。在當今的數據服務器環境中，大功率空調通常產生冷空氣，但是它們可以冷卻整個服務器機房嗎？坦率地說，機房超過一半的冷空氣無法到達機柜的熱點進行冷卻，其中包括CPU。而大量的費用隨著熱空氣的消散而流失。

綠山公司在挪威建設運營的數據中心采用附近峽灣的水來冷卻他們的數據中心。同樣令人印象深刻的是Cologix和Equinix公司在加拿大多倫多的數據中心，他們采用安大略湖的湖水為其服務器冷卻。在這兩種情況下，水是間接參與冷卻過程。通過熱交換器，數據中心內的空氣相應地被液體冷卻介質冷卻，然后用于硬件的自然冷卻。這被稱之為"空氣冷卻2.0".

雖然，仍然不建議采用空調冷卻整個房間，但散熱器必須盡可能靠近服務器進行冷卻，以實現更高的散熱效率。直接冷卻與間接冷卻熱點相反將是最佳的。

水冷與空氣冷卻相比具有的優點包括增加流量和導電率。例如，水冷具有更大的節約能源和經濟優勢，因為其物理特性與空氣相比，水可以吸收的熱量是空氣的3330倍，并且其傳導性則高出20倍。通過使冷卻介質更靠近熱源，可以更有效地利用其潛力。而且，通過智能設計，可以實現CPU等敏感元件的集中冷卻。由于具有更高的冷卻性能，與傳統空調系統相比，每個服務器機架的功率密度可達到45 kW，可同時降低能源消耗。

直接水冷系統也可以提供額外的能源節省，由于服務器機架溫度較高，輸出高達60℃的熱水是可能的。這種溫度下的水可用于附近建筑物、餐館、旅館和辦公樓的熱水或供暖系統。

通過智能余熱利用可以節省額外的開支

隨著物聯網、智能家居和自主汽車等設備在全球范圍內能源消耗日益增加，通過利用余熱利用來提高能源效率，尋求新的協同效應正變得越來越重要。

根據Borderstep Institute最近進行的一項調查表明，由于數據中心的服務器熱量的重復使用，已經證明能夠節省大量的能源。在瑞士，IBM公司的數據中心為其附近的游泳池提供熱水。而在印第安納州Norte Dame大學的數據中心，其余熱提供給溫室加熱，而包括蘋果和亞馬遜網絡服務公司（AWS）在內的運營商正為其在北歐地區的數據中心附近的住戶庭供暖。

但是仍然存在兩個問題。如果廢熱的溫度輸出非常低，低于60℃，則不能為鄰近的建筑供熱。為了重新利用熱量，水的溫度必須至少為6060℃，以便制備熱水。其次，其熱能不能傳輸很遠。數據中心廢熱只能用于附近用戶的應用，長距離傳輸熱能可能帶來大量的熱量損失，導致溫度降低。

結論

隨著計算能力需求的顯著增加，由此為數據中心帶來高額的電費成本，創新的綠色概念對數據中心至關重要。在市場研究機構Technavio公司發布的一項研究中，數據中心綠色化的機遇正在以每年14％的速度增長。無論是采用直接水冷還是其他制冷方式，都需要采取進一步措施以實現降低數據中心的能耗。