眾所周知，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營會產(chǎn)生大量的熱量，如果企業(yè)未能及時給數(shù)據(jù)中心降溫，那么這將對于數(shù)據(jù)中心來說是毀滅性的災(zāi)害，因此制冷就成為了數(shù)據(jù)中心面臨的最大挑戰(zhàn)。如今，歐洲發(fā)布的法規(guī)正逐步淘汰一些現(xiàn)在使用的制冷劑，這將對數(shù)據(jù)中心冷卻技術(shù)產(chǎn)生巨大影響。
雖然許多數(shù)據(jù)中心都希望采用自然冷卻(僅使用外部空氣溫度)，但這種冷卻方法無法在各種地點實現(xiàn)，因此數(shù)據(jù)中心通常會使用某種形式的空調(diào)設(shè)備來冷卻IT設(shè)備。
空調(diào)制冷系統(tǒng)因其對環(huán)境產(chǎn)生不良影響而受到抨擊，其中是他們使用的制冷劑的全球變暖潛能值(GWP)。如今的法規(guī)正在生效，將減少現(xiàn)有制冷劑的使用，并用更環(huán)保的制冷劑取而代之，同時對數(shù)據(jù)中心使用的設(shè)備產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
變化即將來臨
冷卻器中使用的HFC制冷劑由于其全球變暖潛能值(GWP)較高而逐漸被淘汰。其結(jié)果是提高氫氟碳化合物的價格，并將供應(yīng)商推向采用其他制冷劑。所以制冷設(shè)備制造商似乎不得不提高價格或使用新的制冷劑。
而如果歐盟溫室氟化氣體法規(guī)持續(xù)監(jiān)管，那么氫氟碳化合物的價格將會上漲，其市場變化和成本的壓力將增加。然而問題是，這種替換還具有一些缺點：它們通常價格更昂貴。此外，制冷劑替換品通常是易燃的。
為什么國際環(huán)境規(guī)則要求人們在數(shù)據(jù)中心中使用這種易燃液體?Stulz公司產(chǎn)品經(jīng)理Natascha Meyer解釋說，這實際上是不可避免的。他說，“全球變暖潛能值(GWP)較低意味著制冷劑在進(jìn)入大氣層時會迅速降解。確保這一點的唯一方法是使其具有化學(xué)反應(yīng)性。然而，化學(xué)反應(yīng)性高通常也意味著高可燃性，會給工作人員和機(jī)器設(shè)備帶來安全風(fēng)險。”
Vertiv公司產(chǎn)品營銷總監(jiān)Roberto Felisi表示，有些制冷產(chǎn)品的全球升溫潛能值低，易燃性相對較低，但可能更加讓人不可接受，因為它們有毒。他說，“有些數(shù)據(jù)中心采用氨氣制冷。氨氣是天然的、不易燃，但是安全嗎?誰會在室內(nèi)存放和使用氨氣?”
這些制冷劑除了有毒之外，并且價格昂貴。Meyer表示不可能采用R1234 YF制冷劑，他說，“它與水反應(yīng)形成氫氟酸，在市場上的稀缺性使其價格過于昂貴。”
采用可能性最大的是R1234 YF制冷劑。企業(yè)可以修改冷卻器以使用這種制冷劑，但仍然存在一些問題，Meyer說：“我們修改了CyberCool 2冷卻器以使用這種制冷劑。但是，R1234ze具有體積冷卻能力較低。因此，最初在規(guī)定區(qū)域內(nèi)提供1,000kW冷卻能力的冷水機(jī)組現(xiàn)在只能達(dá)到750kW。”
而進(jìn)行改造的冷卻器的能源效率較低，客戶將使用占用空間更大的制冷單元，這可能是數(shù)據(jù)中心建筑建設(shè)和部署的重要考慮因素。因此，企業(yè)將繼續(xù)購買和維護(hù)基于R134a和R410a的冷水機(jī)組，并將面對氟化氣體法規(guī)的影響。
他們將不得不為制冷劑支付更多的費(fèi)用，這些價格變化將是不可預(yù)測的。Meyer警告說，2016年的用戶可能已經(jīng)大量存儲了一些制冷劑，因此其價格大幅上漲周期被推遲了。正如Felisi所闡述的那樣，“其價格漲幅遠(yuǎn)高于人們的預(yù)測。R134a的價格從每公斤7歐元增加到40歐元(8～46美元)，相當(dāng)于增加了5倍。”
難以承受的成本
Felisi指出，“制冷劑的成本只有冷水機(jī)組價格的幾個百分點。然而，這種成本將繼續(xù)增加。從長遠(yuǎn)來看，這可能意味著現(xiàn)有的冷水機(jī)組將具有更高的維護(hù)成本，并且可能會更頻繁地進(jìn)行更換。”
對于規(guī)模較小的制造商來說，這些成本變化可能更難以承受，而規(guī)模較大的制造商可能能夠使用他們的巨大的購買力獲得價格更低的氟化氣體，以維護(hù)和更換那些原有的制冷系統(tǒng)。
Felisi說采用改變制冷劑的方法，可以對冷卻劑進(jìn)行混合，并使全球變暖潛能值(GWP)從1500降低到600，但這些制冷劑輕度易燃。
這將對數(shù)據(jù)中心設(shè)計產(chǎn)生影響，使冷卻分離系統(tǒng)不那么受歡迎，并將促進(jìn)循環(huán)冷凍水的系統(tǒng)的發(fā)展。
冷卻分離系統(tǒng)已經(jīng)獲得了一定的進(jìn)步和發(fā)展，循環(huán)制冷劑以提供局部冷卻，甚至將實際冷卻裝置放入機(jī)架，似乎是一個好主意。然而，它們需要更長的管道，需要更多的制冷劑，因此其成本變得過于昂貴(或者如果更易燃的冷卻劑流通則會很危險)。
“在冷卻分離系統(tǒng)中，要100米長的管道。”Felisi說，而制冷劑的成本可能是冷卻分離系統(tǒng)運(yùn)行成本的10%，采用冷卻分離系統(tǒng)變得不再經(jīng)濟(jì)可行。”
最有可能的結(jié)果是將空調(diào)機(jī)組安裝在設(shè)施外，并在現(xiàn)場采用循環(huán)冷凍水。這樣可以減少制冷劑的使用，并避免在機(jī)房空間區(qū)域內(nèi)循環(huán)使用易燃材料。
“人們越來越多地看到冷凍水解決方案的應(yīng)用。”Felisi說，“在冷凍水系統(tǒng)中，制冷劑安裝在建筑物外部的封裝單元中。這一舉措還可能提高效率，因為外部冷卻器與絕熱蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)相結(jié)合更容易。”
當(dāng)然，使用水冷具有一定的缺點，因為可能成本高昂或在特定區(qū)域的水供應(yīng)短缺。
與所有環(huán)境決策一樣，需要權(quán)衡利弊。增加用水量以減少制冷劑的影響可能會對某些地區(qū)產(chǎn)生負(fù)面的環(huán)境影響。
與此同時，數(shù)據(jù)中心建設(shè)者采用效率較低的冷風(fēng)機(jī)的舉措以減少制冷劑的影響，這意味著數(shù)據(jù)中心將消耗更多的能源，并且可能具有更高的碳足跡。
氟化氣體法規(guī)對氫氟碳化合物的影響
冷水機(jī)組目前使用氟化碳?xì)浠衔?，其全球變暖潛能?GWP)比二氧化碳要高出數(shù)千倍。兩個主要元兇是用于高達(dá)幾百kW的制冷系統(tǒng)的R410a，用于大型冷卻系統(tǒng)的R134a。
如果這給人們一種似曾相識的感覺，那是因為制冷劑在環(huán)境方面經(jīng)常更換。氫氟碳化合物本身僅作為氯化碳?xì)浠衔锏奶娲范唤褂糜诓煌沫h(huán)境影響，這是因為將會侵蝕臭氧層。
“幾年前，人們采用R22，然后改為R47c，而制冷行業(yè)如今又改為采用R410a。”Vertiv公司產(chǎn)品營銷總監(jiān)Roberto Felisi說。“冷卻行業(yè)15年來已經(jīng)第三次更換制冷劑。”
而這一次的制冷劑的逐步淘汰，是由于實施歐洲的2015年“F氣體”法規(guī)，規(guī)定了供應(yīng)產(chǎn)品的大型化學(xué)公司可以生產(chǎn)和銷售(或進(jìn)口)的數(shù)量上限。
這只是一個在歐洲實施的法規(guī)，如果客戶在歐盟以外的地方，冷卻產(chǎn)品生產(chǎn)商在歐盟以外使用那些制冷劑。
然而，相關(guān)機(jī)構(gòu)2016年在盧旺達(dá)通過了一項限制和減少氟化氣體的全球協(xié)議，并將于2019年開始生效。值得記住的是，數(shù)據(jù)中心只是空調(diào)市場的一小部分，其主導(dǎo)地位仍然是舒適性空調(diào)。其市場規(guī)模巨大，而采用氫氟碳化合物的全球變暖潛力也將變得十分巨大，盧旺達(dá)協(xié)議被視為避免全球變暖的最重要的一步。
人們認(rèn)為，特朗普領(lǐng)導(dǎo)的美國政府有可能會像巴黎的氣候變化協(xié)議那樣退出盧旺達(dá)的協(xié)議，但這個協(xié)議仍然將會實施。
（原標(biāo)題：淘汰制冷劑將對數(shù)據(jù)中心冷卻產(chǎn)生重大影響）
