1. 引言

      “十二五”是我國(guó)兌現(xiàn)哥本哈根承諾的最重要五年，節(jié)能是國(guó)家“十二五”的重中之重。工信部“十二五”規(guī)劃指出中國(guó)數(shù)據(jù)中心碳排放在“十二五”五年期間將增加一倍；Forrester研究公司2011年9月的研究報(bào)告《數(shù)據(jù)中心電力和冷卻熱能消耗》顯示，目前能源成本大約占到數(shù)據(jù)中心設(shè)施平均運(yùn)營(yíng)成本的70%；制冷系統(tǒng)相關(guān)耗電占據(jù)數(shù)據(jù)中心運(yùn)行耗電約37%；調(diào)查顯示：國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心建設(shè)的投資年增長(zhǎng)率超過(guò)20%由此，數(shù)據(jù)中心節(jié)能危機(jī)日益加大，如何提高其能源效率成為當(dāng)下熱點(diǎn)話題。

2. 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心分析

      傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心冷卻未進(jìn)行合理氣流管理，超過(guò)60%的冷量因?yàn)榕月贰⒒亓?、冷熱空氣分層等浪費(fèi)。局部熱點(diǎn)過(guò)多導(dǎo)致制冷設(shè)備過(guò)度規(guī)劃及冷量的極大浪費(fèi)。

圖1 氣流回流示意圖

圖2 氣流旁路示意圖

圖3 氣流分層示意圖

3. 解決思路

      由以上看，冷熱氣流混亂是導(dǎo)致冷卻效率低下的主要原因，而如何進(jìn)行氣流管理并有效實(shí)現(xiàn)冷熱隔離成為重點(diǎn)。而根據(jù)TechTarget 2010年統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，國(guó)內(nèi)僅約為30%的用戶有采用冷熱氣流隔離。

4. 案例CFD分析

      以一小型數(shù)據(jù)中心機(jī)房為例，利用Future Facilities公司的6Sigma DC軟件，建立一個(gè)虛擬數(shù)據(jù)中心，模擬內(nèi)部各IT設(shè)備、制冷設(shè)備、電力設(shè)備等氣流流動(dòng)、溫度、靜壓等運(yùn)行分布狀況，分析傳統(tǒng)冷卻與增加冷熱氣流抑制系統(tǒng)后的性能及PUE改善狀況。

機(jī)房概述

面積50m2，IT設(shè)備共80個(gè)、功率共13.92KW；30KVA PDU 1個(gè)；30KVA UPS 1個(gè);20KWACU 3臺(tái).

CFD建模及仿真

結(jié)果統(tǒng)計(jì)

參數(shù)對(duì)比如下：

說(shuō)明:以上PUE值統(tǒng)計(jì)未納入照明，僅進(jìn)行增加冷熱氣流隔離后性能改善及節(jié)能對(duì)比。

由上表看出:采用冷熱氣流隔離后，氣流旁路、回流、冷熱分層等現(xiàn)象得到很好解決，性能提升明顯。采用冷氣流隔離與熱氣流隔離所實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果基本一致，可具體根據(jù)用戶需求及其機(jī)房建筑環(huán)境確定。

用戶收益

PUE值由之1.884降到1.506，節(jié)能20%；

用電量節(jié)省：46165KW•h/年，二氧化碳減排量29噸/年；

制冷設(shè)備：30KW ACU數(shù)量節(jié)省2臺(tái)。

5. 結(jié)語(yǔ)

      本文主要分析了當(dāng)前數(shù)據(jù)中心冷卻所存在的普遍問(wèn)題及提出冷熱氣流隔離及密封思路，結(jié)合CFD軟件仿真分析了采用冷熱氣流抑制方案后所帶來(lái)客戶收益。隨著全球?qū)δ茉磫?wèn)題的重視，如何有效降低數(shù)據(jù)中心PUE成為趨勢(shì)，而冷熱氣流隔離及密封方案以其成本低廉、改善明顯、易實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)必將在國(guó)內(nèi)普及應(yīng)用。