你所不知道的数据中心空调节能新方法

艾默生网络能源通讯2018-12-10 15:37:58



近日,暖通空调行业最具规模和影响力的盛会——第二十届全国暖通空调制冷学术年会在海口隆重召开。本届年会以“协调创新 互联共享”为主题,吸引了千余名来自全国31个省、市、自治区的暖通空调制冷领域的专家、政府主管部门、设计师、厂商齐聚海口,共享这场“学术盛宴”。

作为优秀厂商代表,在数据中心领域享有“热管理专家”美誉的艾默生网络能源,受邀出席了此次盛会,并由艾默生网络能源大中华区热管理解决方案部总经理严瀚,在数据中心空调节能分会场发表了《精益求精——数据中心空调系统节能管理之道》的主题演讲。严瀚在演讲中对于精细化管理取得更大节能效果的理念及节能与可靠均衡之道的深刻阐释,赢得了现场专业人士的高度评价。中国工程院院士、清华大学建筑节能研究中心主任江亿,更是对其关于影响数据中心能效关键因素的观点和精辟分析给予了极大的肯定

 

负荷变化要求内部效率提升
 


在数据中心,功率消耗的波动取决于负载的变化,其所释放的热量也就各不相同。因此,研究论证数据中心的负荷变化,对更好地实现空调系统节能无疑具有重要意义。

 

严瀚首先通过某金融数据中心的真实数据,对数据中心的负荷变化进行了论证。实例表明,数据中心的交易处理量会随着时间周期性变化,流量在全天内随时间变化,在全年内随月度变化。在这种情况下,不同时间测试PUE就会有较大差别,而考虑到数据中心的能耗变化,在评价空调能效时就需要考虑部分负荷能效。其实,这也就意味着空调系统也应该要随着负荷变化而变化,即变容量、变冷量才是实现更为精细化节能的基础



 

也正是基于数据中心的负荷变化,数据中心领域的权威组织TGG(绿色网格),也对PUE重新进行了分类定义,并以“瞬时能效评价指标”,来反映机房功率和IT设备功率峰值之间的关系。“这也就直接印证了数据中心负荷是处于变化状态的客观事实。”严瀚表示。

 

目前,业界普遍认为充分地利用自然冷源是有效的空调节能策略,艾默生网络能源最新推出的SDC2智慧双循环节能空调就是一款堪称代表性的产品。不过,严瀚也指出,尽管自然冷源的利用是有效的节能方法,但是其效果的大小也受地区纬度的影响,北方节能效果显著,而相对而言,南方的效果就差一些。

 

严瀚强调,艾默生网络能源在研发自然冷源应用技术的同时,也充分意识到在低纬度地区自然冷作用较小的情况下,只有对数据中心精细化管理才能进一步提升节能效果,而普适性的节能方向就是管理数据中心内部的效率,从而使PUE达到更高水平。通过精细化管理实现数据中心更大节能,着重研发变冷量技术,是艾默生网络能源今后重点研究的课题



分区管理实现可靠与节能均衡
  


在演讲中,严瀚特别通过理论和实际PUE的比较,揭示了空调制冷因子在这两方面的巨大差异。基于客观数据对比发现,理论和实际空调制冷因子的差异最大达到了71%,最小也有34%。这也是导致理论和实际PUE存在较大差异的重要原因。

 

这些差异的根源性因素到底是什么?严瀚认为,数据中心是一个温湿度很不均匀的场,气流组织、湿度、热传导、工程实施等因素是造成这种情况的主要因素,而且是不可消除项,这就是理论和实际PUE存在差别的空间,也是空调制冷因子失衡的原因。而如何做到温湿度更均衡,则是数据中心节能的发展方向之一。



 

严瀚重点从精细化管理的角度出发,对来自机柜侧、回风侧、空调侧、送风侧等影响数据中心能效的关键点做了介绍,并对空调侧进行了深入分析。他表示,空调的能效比是影响空调能耗的最主要因素,而且在数据中心变冷量的情形下,空调制冷输出在高效状态下恰好匹配IT需求才能达到理想的节能效果。传统空调系统中,显热比低及电加热、电加湿能耗浪费较大是影响空调能效的重要因素,而且室外环境温度也对空调能效有巨大影响。同时,考虑到冷量的散溢,空调系统的保冷也很重要。针对传统空调系统的缺陷,艾默生网络能源将研发全新的技术方案,大幅提升空调系统的能效比。

 

在对多项能效细节及变冷量控制、冷通道控制、变风量控制等空调节能技术进行全面阐述后,严瀚提到了数据中心颗粒度和空调方案选择的概念。由于安全、功能、消防、维护、管道等机房容量格局限制因素的原因,数据中心分区建设、分区管理成为主流趋势,而且即使再大规模的数据中心,其单元机房冷量均在1000kW左右。如果以单元机房作为基本颗粒,系统颗粒度固化在300~1000kW,可以对每一个单元进行空调压缩机和风机的控制,可以使系统在不同的负荷下达到最佳能效比。

 

显而易见,在这样的数据中心节能模型构成下,精细化管理每个单元机房,分区调度,不仅能够取得更大节能效果,更是实现节能与可靠完美均衡的解决之道。而面对这种全新趋势及需求,也需要创新的产品方案予以针对性满足。

 

事实上,基于对行业发展趋势的深刻把握和超前的研发智慧,艾默生网络能源已经开始在精细化管理节能方面进行探索,并取得了创新成果。DDF动态双冷源自然冷解决方案就是一款基于精细化管理研发理念推出的产品。严瀚介绍,这款方案采用创新的蒸发冷却技术及自然冷为主、变冷量压缩机为辅的方式,可随负荷变化动态调整制冷模式和制冷量,更可大幅利用室外自然冷,实现最大化节能。同时,DDF采用模块化设计,系统颗粒度小,能够在不同规模、不同负载率的情况下,保证数据中心始终以较高效率运行,在确保数据中心可靠性的同时,实现精细化管理运行、大幅节能。

 

一直以来,艾默生网络能源始终以前瞻意识把握市场发展变化,并据此发挥领先技术优势,持续推出切实满足实际需求的创新产品方案,在广泛的成功实践中,不断演绎对促进数据中心节能增效的一贯追求,以及恰如其分满足客户需求的价值理念


 

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