2019-08-16 17:20:04 中国能源网

未来，如何在确保数据中心支撑数字经济发展的同时，兼顾绿色节能将成为一个不可回避的问题。

你可能不会想到，当你用手机在网上购物或者聊天时，你所消耗的不仅只有手机的电量，还有某一个遥远的数据中心的电量。事实上，每一个聊天软件或者购物软件，都需要数据中心提供数据的存储、计算和网络传输，都需要消耗能源。

如今，数据中心作为支撑软件应用的“底座”，已经悄然成为“能耗大户”。有统计表明，早在2017年，全国数据中心耗电量就已经达到1200亿～1300亿度，超过同期三峡电站和葛洲坝电站发电量的总和，占全社会用电总量接近2%。

与此同时，有数据表明，我国数据中心市场在2012年至2017年的复合增长率为32%，预计未来三年平均增速仍将保持在25%以上。此外，截止到2018年，我国的数据中心机柜数已超过210万个，与2017年底166万个相比增长超过26%，其中大型和超大型数据中心增速更是超过40%。

一个值得关注的现象是，在业内普遍关注数据中心电能消耗的同时，却很少顾及数据中心水资源的消耗。而实际情况是，随着数据中心规模的不断扩大，冷却高密度服务器所需要的水量大幅上升，水资源使用堪忧。在许多地方，水已经成为一种稀缺资源。

于是，如何实现数据中心的绿色节能环保正在成为数字经济发展过程中必须要解决的问题，在日前举办的“恒久在线，共筑未来--2019维谛技术峰会”上，维谛技术(Vertiv)大中华区热管理产品部总经理严瀚，为我们详细讲述了数据中心节能需要注意的问题，以及为了应对这些问题维谛技术(Vertiv)所研发的全时自然冷、无水极致节能等一系列技术和产品。

支撑数字经济绿色数据中心已是大势所趋

从去年年底开始，包括北京、上海、深圳等地陆续出台了关于数据中心建设的指导意见和规范，对控制数据中心能耗都有着明确要求。说到数据中心能耗，一定绕不开一个特殊的数值--PUE，即能源使用效率评价值，PUE越低就说明数据中心用于计算的能源使用率越高。

在北京市政府公布的《北京市新增产业的禁止和限制目录》(2018年版)中要求，全市层面禁止新建和扩建互联网数据服务、信息处理和存储支持服务中的数据中心(PUE值在1.4以下的云计算数据中心除外)，中心城区全面禁止新建和扩建数据中心。

上海市经信委印发的《上海市互联网数据中心建设导则(2019版)》也提出，严禁上海市中环以内区域新建IDC(数据中心)，单项目规模应控制在3000至5000个机架，平均机架设计功率不低于6kW，机架设计总功率不小于18000kW等。

相比较而言，深圳市印发的《深圳市发展和改革委员会关于数据中心节能审查有关事项的通知》更侧重于改造现有数据中心，对处于不同PUE阶段的数据中心，给予不同的政策支持。比如，PUE值为1.3～1.35(含1.3)的数据中心，新增能源消费可给予实际替代量20%及以下的支持；PUE值低于1.25的数据中心，新增能源消费可给予实际替代量40%以上的支持。

在各地陆续出台相关政策的同时，今年年初，工信部、国家机关事务管理局、国家能源局更是联合印发了《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》，并提出了具体的建设目标：到2022年，数据中心平均能耗基本达到国际先进水平，新建大型、超大型数据中心的PUE值达到1.4以下，高能耗老旧设备基本淘汰，水资源利用效率和清洁能源应用比例大幅提升，废旧电器电子产品得到有效回收利用。

数据中心能耗问题之所以如此引人注目，一方面与其庞大的能源消耗量关系密切，另一方面则与当下迅速发展的数字经济密不可分。新技术的日新月异，使得数据总量不断攀升，既需要相应的数据中心对数据进行存储，也需要对相关数据进行分析，从而释放数据价值。

因此，在数字经济蓬勃发展的今天，正如严瀚所认为的那样，一系列政策的出台对于已经在热管理技术和产品领域耕耘多年的维谛技术(Vertiv)来说，是一个难得的发展机遇。据了解，在热管理产品领域，维谛技术(Vertiv)不仅拥有业界最先进的控制技术，可以提供精确制冷解决方案，还在如何降低运营成本等方面拥有丰富的经验积累。

维谛技术(Vertiv)大中华区热管理产品部总经理严瀚

全时自然冷技术：将空调节能做到极致

事实上，数据中心的能耗涉及多个层面，其中，来自服务器、存储、网络等IT设备的能耗是主要组成部分，这部分约占到整个数据中心能耗的一半左右；除此之外，制冷系统的能耗也是数据中心能耗的主要组成部分，约占数据中心总耗电量的三分之一，相比较来说，UPS损耗、照明等能耗占比较低。

对于数据中心来说，服务器等IT设备是必不可少的生产工具，其能耗的降低也大多依赖于芯片等硬件设备，可以说，IT设备的节能只能寄希望于硬件生产商；对于数据中心建设者来说，从某种程度上讲，寻求制冷系统的节能才是实现绿色数据中心的关键所在。

为了最大程度降低制冷系统的能耗，维谛技术(Vertiv)研发出了全时自然冷技术。严瀚表示，维谛技术(Vertiv)在长期实践及高度前瞻的基础上，总结出了数据中心自然冷节能的三个发展方向，即高温自然冷、全自动自然冷和无死区自然冷。

高温自然冷是相对于传统节能技术而言。传统的节能技术都是在低温状态下关掉压缩机，进行自然冷却，但这样一来，冷却的效率以及能耗的降低都会大打折扣。而高温自然冷则是这样一种理念，即当数据中心室外温度低于室内温度时，即通过调节的技术来实现降低精密空调系统的功率，不管是采用直接换热、还是间接热交换，达到的效果是：只要外界温度比数据中心内部温度稍低一点，系统就会自动降低功率，以降低能耗，实现部分自然冷却。

全自动自然冷则着重体现在数据中心的运行上。传统数据中心往往采取较为复杂的系统，拥有数百上千的变量，需要大量人工去维护，很难做到精准控制。运维人员的操作水平，也直接决定了数据中心自然冷的可利用程度。据第三方调研机构调查结果，70%的数据中心故障是由人工误操作而引起。因此，全自动化运行作为未来数据中心提升可靠性与实现精准节能的趋势之一，将可以避免很多人工干预的情况，从而确保数据中心始终运行在一个高效、可靠的状态。

无死区自然冷指的是由于自然冷的理论切换时间与实际情况拥有巨大的死区差异，这将导致实际自然冷却效果大打折扣，因此必须避免死区情况的发生。如果数据中心空调系统按照理论值进行自然冷系统的切换，可能会造成数据中心出现散热问题，但如果切换不及时，中间存在死区，又会导致自然冷无法真正发挥效用。而无死区自然冷就是要从设计方案角度避免死区的产生，从而使得可用时间与实际需求高度重合，以实现最大化的自然冷。

可以说，全时自然冷是一个制冷技术、控制技术和感应技术等相结合的全新产物，它的目的就是将制冷系统输出与环境温度紧密连接起来，使得自然冷节能发挥到极致，从而降低在数据中心能耗中所占的比重，为实现绿色数据中心奠定基础。

维谛技术(Vertiv)在节能降耗上还能做更多

对于数据中心节能降耗而言，除了全时自然冷之外，还有其他诸多可改进的空间。比如，合理提高进风的温度，在安全可靠为前提下，让全时自然冷技术最大化发挥其功用；空调采用全变频制冷系统，实时调节系统输出，做到与环境紧密配合；在对节能有更高要求的场地，采用全变频氟泵，从而大幅降低能耗；在环境湿球温度较低的区域，采用间接蒸发冷却和全变频系统组合的方案，实现区域化差异化应用自然冷等等。

对于数据中心而言，单纯的整个机房温度降低，对于服务器的散热并没有太大的作用，只有将空气流动起来，并将服务器的温度带走，才能真正实现制冷。因此维谛技术(Vertiv)打造了远程通道的多点温度控制技术，可以更加精准地控制整个冷通道的温度，确保进风温度较低，从而提高空调系统的应用效果。

同时，在室外机方面，维谛技术(Vertiv)原创推出的VCC集中式冷凝器作为一个颠覆性产品，一改原本只能从底面进风的设计，实现了底面和四个侧面的五面进风；通过多台设备的并装，可以实现室外机气流组织的优化，实现冷热风的完全隔离。除此之外，换热器的优化实现了室外机效率提升30%，噪音比传统冷凝器降低10分贝，占地面积减少70%三大价值也使其适用性更强。尤其在能效层面，搭配集中喷淋技术的冷凝器，可以将进风温度降低，从而实现辅助的节能。

维谛技术(Vertiv)不仅在降低电能消耗方面打造了一系列产品技术，同样也非常关注水资源的节约。据严瀚透露，一个15兆瓦的数据中心每年可以消耗50万吨水；而且，数据中心用水对水质要求很高，尤其对于采用蒸发制冷的系统来说，如果水质不过关，很容易造成系统故障。为此，维谛技术(Vertiv)也推出了无水节能方案，以降低对水资源的消耗。

在严瀚看来，维谛技术v在构建绿色数据中心方面主要拥有以下几大优势：首先，维谛技术(Vertiv)拥有强大的研发体系，这是一个全球化的研发平台，仅在空调领域的研发团队就超过500人。同时，维谛技术(Vertiv)的质量体系遵循严格的标准，会有独立于研发部门之外的测试部门，对产品质量进行测试和认证。

其次，维谛技术(Vertiv)的产品生产和供应链体系同样遍布全球，通过选用全球最佳的产品零部件，为产品的质量和性能提供保障。第三，维谛技术(Vertiv)拥有强大的售后服务体系。以中国市场为例，在全国每个省会城市和重点城市，维谛技术(Vertiv)都设有服务中心和办事处，从而为客户提供最快捷、最有保障的服务，随时为客户提供产品技术支持。

未来随着人工智能、5G、物联网等新技术的深入应用，数据中心节能降耗的压力也将会进一步增加。如何在确保数据中心支撑数字经济发展的同时，兼顾绿色节能将成为一个不可回避的问题。维谛技术(Vertiv)作为一个在数据中心领域具备专长技术、持续领跑的公司，无疑是帮助数据中心建设方解决这一问题的最佳合作伙伴。