陳雁  伊頓電能質(zhì)量業(yè)務(wù)部 產(chǎn)品開發(fā)

    1. 引言

    “十二五”是我國兌現(xiàn)哥本哈根承諾的最重要五年，節(jié)能是國家“十二五”的重中之重。

    Ø 工信部“十二五”規(guī)劃指出中國數(shù)據(jù)中心碳排放在“十二五”五年期間將增加一倍；

    Ø Forrester研究公司2011年9月的研究報告《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)施平均運營成本的70%；

    Ø 制冷系統(tǒng)相關(guān)耗電占據(jù)數(shù)據(jù)中心運行耗電約37%；

    Ø 調(diào)查顯示：國內(nèi)數(shù)據(jù)中心建設(shè)的投資年增長率超過20%
由此，數(shù)據(jù)中心節(jié)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(tǒng)數(shù)據(jù)中心分析

    傳統(tǒng)數(shù)據(jù)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(shè)備過度規(guī)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(xiàn)冷熱隔離成為重點。而根據(jù)TechTarget 2010年統(tǒng)計結(jié)果顯示，國內(nèi)僅約為30%的用戶有采用冷熱氣流隔離。

圖4 冷氣流抑制方案

圖5 熱氣流抑制方案

    4. 案例CFD分析

    以一小型數(shù)據(jù)中心機房為例，利用Future Facilities公司的6Sigma DC軟件，建立一個虛擬數(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、溫度、靜壓等運行分布狀況，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。

    Ø 機房概述

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

    Ø CFD建模及仿真

圖6 原機房示意圖①機柜；②ACU；③PDU；

圖7機房原方案空氣流場圖 ④UPS；⑤地板格柵；⑥高架地板

圖8冷氣流抑制流場圖(采用Eaton氣流抑制系統(tǒng))

圖9熱氣流抑制流場圖(采用Eaton氣流抑制系統(tǒng))

    Ø 結(jié)果統(tǒng)計

    參數(shù)對比如下：

    說明:以上PUE值統(tǒng)計未納入照明，僅進行增加冷熱氣流隔離后性能改善及節(jié)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(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現(xiàn)節(jié)能效果基本一致，可具體根據(jù)用戶需求及其機房建筑環(huán)境確定。

    Ø 用戶收益

    ü PUE值由之1.884降到1.506，節(jié)能20%；

    ü 用電量節(jié)省：46165KW·h/年，二氧化碳減排量29噸/年；

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

    5. 結(jié)語

    本文主要分析了當前數(shù)據(jù)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(jié)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?qū)δ茉磫栴}的重視，如何有效降低數(shù)據(jù)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(xiàn)等特點必將在國內(nèi)普及應(yīng)用。<