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  2. 因此所有四处数据中心的冷却功率消耗相同(3)

因此所有四处数据中心的冷却功率消耗相同(3)

全球范围内,数据中心业界的能耗急剧增加,目前约占到全球总耗电量的1.3%。同时,在过去几十年中,数据中心行业通过在数据中心基础设施管理(DCIM)中采用更有效的技术和实践方案也取得了相当显著的进展。2016年,全球数据中心行业市场已经达到1520亿美元,同时整个市场将继续保持约5%的年增长。当前有一种趋势是建设容量超过40兆瓦的大型数据中心。能源效率显然是数据中心的一个重要问题,可以最大限度地减少对环境的影响,降低能耗成本,并优化数据中心的运营绩效。

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这项工作包括三种方案:基准方案;COP为2.1的空气侧节能器方案;COP为4.0的空气侧节能器方案。一处位于美国的具有传统CRAC冷却方案的数据中心案例被定义为基准的冷却解决方案。该数据中心通风布局使用传统的热通道/冷通道布置。而在采用空气侧节能器的情况下,COP被分别假定为2.1和4.0两种情况。由于外部空气温度通常高于CRAC冷却空气温度,因此基准CRAC风扇的功率为232 kW,ASE风扇功率为410 kW。为了保持足够的热传递,ASE需要更多的风扇功率。为此,我们选择了四处气候条件差异很大的城市作为数据中心选址进行比较。

数据中心选址的影响

通过垂直气流实现数据中心的通风和气流管理

图4:(左)冷却功耗。(右)业务费用。数据中心冷却功耗和年运营成本的案例研究。

对于基准情况,冷却器运行小时数等于数据中心年度运行小时数,因为该运行实际上可以不利用室外气候条件,因此意味着数据中心全年都由冷却器系统实施冷却。根据ASHRAE热环境推荐的数据中心范围和四个城市10年气候统计温度和湿度数据的分析,我们计算了ASE场景设计下每处数据中心的节能器使用小时数和冷却器使用小时数(如下表1和表2所示)。其中瑞典的吕勒奥具有零冷却器运行时长的特殊优势。这意味着在该地区的数据中心不需要采用机械冷却设备。而美国西雅图是空气侧节能器最受欢迎的城市,因为那里所需要的冷却器运行时长较短(仅62小时)。

图2:数据中心垂直服务器机架布局,可调节入口。(左)具有垂直放置服务器的数据中心机架布局。(右)数据中心垂直服务器机架布局中的气流图示。

每当需要机械冷却以维持最大允许的IT进气温度时,就需要记录冷却器采用的时长。收集节能器的采用时长以确定外部空气条件满足所需数据中心条件的小时数。冷却器采用的时长和节能器采用的时长都适用于两个区域,即数据中心完全由冷却器冷却的区域和过渡区域,其中一些冷却负载由免费的自然冷却系统满足,其余部分由冷却器满足。

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在当前企业的数据中心,大约40%的总能耗是用于其IT相关设备冷却的。因此,冷却成本可以说是大型数据中心总电费的主要贡献因素之一。在本文中,将与广大读者朋友们共同研究影响数据中心冷却能耗的两大关键性的因素,即数据中心内部的气流管理及其选址。文章中,介绍了一种具有垂直冷却气流的独特机架布局,同时还将与您一起分析两种冷却系统,计算机房空调(CRAC)冷却系统和空气侧节能器(ASE)。基于这两种不同的冷却系统,作者在全球范围内选择了位于四处不同城市选址地理位置的数据中心进行了对比。文中还采用了包括诸如电力使用效率(PUE)、制冷系数(COP,Coefficient Of Performance)和冷却器采用运行小时数在内的许多种能效指标来对数据中心的冷却进行了深入的探索。通过分析冷却器采用运行时长和节能器的采用运行时长的比较,得出两种不同的冷却系统所提供的冷却功率成果。结果表明,在不同的气候因素、能源价格和冷却技术条件下,冷却效率和运行成本差异很大。而有鉴于气候条件是影响空气侧节能器的主要因素,因此在寒冷气候下使用空气侧节能器可以大大降低数据中心的能耗和运行成本。

(责任编辑:梦飞科技)

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