數據中心節能—冷熱氣流隔離

　　1. 引言

　　“十二五”是我國兌現哥本哈根承諾的最重要五年，節能是國家“十二五”的重中之重。工信部“十二五”規劃指出中國數據中心碳排放在“十二五”五年期間將增加一倍;Forrester研究公司2011年9月的研究報告《數據中心電力和冷卻熱能消耗》顯示，目前能源成本大約占到數據中心設施平均運營成本的70%;制冷系統相關耗電占據數據中心運行耗電約37%;調查顯示：國內數據中心建設的投資年增長率超過20%由此，數據中心節能危機日益加大，如何提高其能源效率成為當下熱點話題。

　　2. 傳統數據中心分析

　　傳統數據中心冷卻未進行合理氣流管理，超過60%的冷量因為旁路、回流、冷熱空氣分層等浪費。局部熱點過多導致制冷設備過度規劃及冷量的極大浪費。

　　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，冷熱氣流混亂是導致冷卻效率低下的主要原因，而如何進行氣流管理并有效實現冷熱隔離成為重點。而根據TechTarget 2010年統計結果顯示，國內僅約為30%的用戶有采用冷熱氣流隔離。

　　4. 案例CFD分析

　　以一小型數據中心機房為例，利用Future Facilities公司的6Sigma DC軟件，建立一個虛擬數據中心，模擬內部各IT設備、制冷設備、電力設備等氣流流動、溫度、靜壓等運行分布狀況，分析傳統冷卻與增加冷熱氣流抑制系統后的性能及PUE改善狀況。

　　機房概述

　　面積50m2，IT設備共80個、功率共13.92KW;30KVA PDU 1個;30KVA UPS 1個;20KWACU 3臺.

　　CFD建模及仿真

　　結果統計

　　參數對比如下：

　　說明:以上PUE值統計未納入照明，僅進行增加冷熱氣流隔離后性能改善及節能對比。

　　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現節能效果基本一致，可具體根據用戶需求及其機房建筑環境確定。

　　用戶收益

　　PUE值由之1.884降到1.506，節能20%;

　　用電量節?。?6165KW•h/年，二氧化碳減排量29噸/年;

　　制冷設備：30KW ACU數量節省2臺。

　　5. 結語

　　本文主要分析了當前數據中心冷卻所存在的普遍問題及提出冷熱氣流隔離及密封思路，結合CFD軟件仿真分析了采用冷熱氣流抑制方案后所帶來客戶收益。隨著全球對能源問題的重視，如何有效降低數據中心PUE成為趨勢，而冷熱氣流隔離及密封方案以其成本低廉、改善明顯、易實現等特點必將在國內普及應用。