简析数据中心空调系统节能技术的应用

程小静 刘彬

华信咨询设计研究院有限公司

随着云计算、大数据、人工智能、物联网的深入发展，信息数据呈现快速增长趋势，数据中心的能耗在能源消耗中所占的比例不断增加。通常，IT 设备能耗约占数据中心总能耗的50%，空调系统能耗约占40%，供电系统能耗约占10%[1]。空调系统能耗作为数据中心能耗的主要组成部分，是数据中心节能潜力所在，如何提高空调系统运行效率、降低空调系统能耗，从而实现数据中心高效低碳健康发展显得尤为重要。

1 数据中心能耗分析

针对大型数据中心采用集中式冷冻水空调系统，其能耗主要由冷源能耗（主机能耗）、输送能耗（水泵能耗）、末端能耗（风机能耗）三大部分组成（图1），在保证通信设备安全运行的前提下，可以从各环节入手，以达到最大限度的节能目的。

图1 集中式冷冻水空调系统能耗组成

冷源能耗受室外环境温湿度、机房环境温湿度、IT设备负载率、冷冻水供回水温度影响较大。

输送能耗主要取决于水冷系统架构，各机房管路设计需考虑互用互通，同时在每个节点两端设置阀门，保证单点故障或单点维护时可以满足整个水系统的不间断运行。为了有效的提高设备能效，冷冻水泵、冷却水泵均采用变频技术，按照实际负载有效控制水泵的转速，实现部分负荷时段的节能运行。

末端能耗受机房内部气流组织影响较大，气流组织不合理或服务器分布不均匀会导致局部热点的出现。通常，运维人员会调低空调设备的运行温度，整体降低机房环境温度，当机房空调运行工况参数降低时，对应的风机功率也会提高。……