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上篇说到,随着双碳政策的加速推进,对PUE值的要求愈发严格。降低PUE,实现能耗优化,才是未来数据中心的发展之道。
纵观数据中心的能耗表现,冷水机组未包括机房空调末端功率,制冷部分PUEAC就已经十分接近1.3了,而各项政策一出无疑给数据中心建设者出了一道难题。
如今,针对单元式空气调节机、冷水机组、机房空调,其能效限定值及能效等级又有了新的要求。严苛的PUE政策下,间接蒸发冷却制冷、液冷技术、氟泵技术作为“救命稻草”应对未来的趋势,寻找真正节能解决方案,究竟如何选择制冷产品进行应用?
接下来,汪工将进行详细解读。
大家好!我是汪鑫,今天我将从能效角度与大家探讨对PUE的影响。
在《GBT-计算机和数据处理机房用单元式空气调节机》中,对于机房空调的全年能效比(AEER)进行了要求,风冷式AEER3.0,水冷式AEER3.5,乙二醇经济冷却式AEER3.2,风冷双冷源式AEER2.9,水冷双冷源式AEER3.4。
《GB-单元式空气调节机能效限定值及能效等级》中,风冷式1级4.00、2级3.60、3级3.00,水冷式1级4.20、2级4.0、3级3.50,乙二醇经济冷却式1级3.90、2级3.70、3级3.20,风冷双冷源1级3.60、2级3.40、3级2.90,水冷双冷源式1级4.10、2级3.90、3级3.40。
《GB-冷水机组能效限定值及能效等级》中,风冷式或蒸发冷却式IPLV1级4.0、2级3.70,水冷式1级8.10、2级7.60,风冷式或蒸发冷却式COP1级3.4、2级3.20,水冷式1级6.00、2级6.30。
假设制冷量与IT负载完全匹配,制冷量等于IT负载,那么风冷式1级PUEAC为1.25,水冷式1.23,乙二醇经济冷却式1.26,风冷双冷源1.28,水冷双冷源式1.24,冷水机组风冷式或蒸发冷却式IPLV1级1.25,水冷式1.12。
无论是机房空调还是冷水机组,水冷式是不包括水泵、室外机等辅助设备功率,冷水机组未包括机房空调末端功率,所以只有制冷部分PUEAC就已经十分接近1.3了,这还不包括变压器损坏、UPS、PDU损失、照明等其他部分的功耗。
所以为了能满足PUE<1.3的要求,现在很多项目不得不使用没有任何国标或是行业标准的“三无”制冷产品进行应用,评价性能的好坏完全依赖于厂商自身的企业标准或是参考有国标的产品,实际仔细研究产品国标,不但有我们关心的效率等性能要求,还有更多的是安全要求和寿命要求。
间接蒸发冷却制冷,年前后问世,最早作为第二冷源,为数据中心提供了很好的节能解决方案,但是此设备对建筑结构要求较高,所以早期运用较少,主要集中在宁夏中卫等试点地区。近几年,随着PUE要求越来越严苛,间接蒸发冷却开始成为主流,甚至成为主要制冷方案之一。而国外通过近十年的使用,间接蒸发冷却很多水处理问题、腐蚀问题、换热器结垢效率下降问题、军团菌和细菌问题等随着时间陆续显现出来,现在我们上马的相关设备上并没有得到解决,可以预见随着国内不断的使用,相关问题也会逐步的出现。但是因为间接蒸发制冷对于原有结构的要求,后期变更成其他制冷方式势必也会造成不小的改造成本。
液冷技术,原设计是因为机架功率密度快速增长,风冷难以满足散热需求,所以液冷技术应运而生。现在与间接蒸发冷却一样,因为有严苛的PUE要求,所以液冷也变成了成为主流,甚至成为主要制冷方案之一。但是因为液冷快速发展期就在这几年,浸没式或冷板式?单相液或两相液?如何维护?现在还是百花齐放,百家争鸣的阶段,适用于超算或是科研使用,还不太适合大规模应用推广,但也因为PUE要求的问题,作为了主流的选择。
参考《第号白皮书适用于数据中心和边缘应用的液冷技术》
氟泵技术,翻遍国内外各种专业术语典籍、国家行业标准都不会找到对它的描述,甚至出了数据中心的圈子,都鲜有人知,但近几年却在这个圈子里面风生水起。早期只是因为“水不能进机房”这一特殊要求诞生的产物,而且早年变频压缩机还是高不可攀的技术,只能通过一个小变频泵来进行“平替”。可没成想最近几年如此严苛的PUE要求下,虽然水已经可以进入机房了,但是氟泵因为有很好的节电效果,却上演了“替身成主角”的华丽转身。只是仔细了解可以知道,为了实现氟泵技术,每台空调都需要增加充值十几公斤的制冷剂,而制冷剂本身就是温室气体。这就变成了一手节电,一手破坏环境。并且空调的冷冻油和制冷剂是混溶的,多加制冷剂就要补加相应的冷冻油,冷冻油不是多多益善的东西,多了会形成油膜影响制冷效率,某互联网大厂在自用氟泵设备就已经采用无油泵(压缩机)设计了。随着双碳政策的具体落地,和人们逐步对这种技术的了解,估计不远的将来很快就会退出历史舞台。
百花齐放、百家争鸣对于推动整个行业发展起到至关重要的作用,在创新项目采用新技术新应用固然很好,但是对于更多需要稳定性、安全性的项目,建议还是采用有相关国标或是行业标准的设备更符合实际应用,以免造成投资损失。
今天汪工的分享到这里就要和大家说再见了,精彩的内容总会有所期待,下一期汪工将带来“加湿篇”的讲解,敬请期待!
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