炎炎夏日,如何給數(shù)據(jù)中心降溫成為企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。眾所周知,數(shù)據(jù)中心里有許多服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等,這些設(shè)備24小時(shí)運(yùn)行著散發(fā)著巨大的熱量,因此給數(shù)據(jù)中心降溫就成了企業(yè)目前的重中之重。
2018年長(zhǎng)達(dá)40天的“三伏”天氣,讓炎熱的夏季變得異常漫長(zhǎng),說到“三伏”天中,哪一伏最熱,民間有句俗話:“冷在三九,熱在中伏”,意思是一年中最熱的日子是“三伏”,而“三伏”中又以“中伏”為最熱。
進(jìn)入“中伏”,地球積累的熱量達(dá)到最高值,加上夏季雨水較多,空氣濕度大,水的熱容量比空氣要大得多,造成“三伏”天悶熱難耐的體感,加之地面受輻射增溫,多管齊下,讓個(gè)別地區(qū)在“三伏”天的節(jié)氣,室外溫度竟可高達(dá)40多度。
在這樣的高溫“烘焙”下,用電高峰接踵而來,而其中的“用電大戶”則是與我們生活息息相關(guān)的數(shù)據(jù)中心。據(jù)統(tǒng)計(jì),2015年中國數(shù)據(jù)中心保有量約為5.2 萬個(gè),總面積1502.3萬平方米,年耗電量為987億千瓦時(shí)。
超過了整個(gè)北京市的2015年的耗電量(934億千瓦時(shí))。預(yù)計(jì)到2020 年,中國數(shù)據(jù)中心保有量將超過8 萬個(gè),總面積將超過3000 萬平米,年耗電量將超過2000億千瓦時(shí),預(yù)計(jì)占社會(huì)總用量的比例將為8%。
龐大的數(shù)據(jù)中心帶來對(duì)能量消耗的巨大需求,也引起了國家和政府的高度關(guān)注。2013 年初,《工業(yè)和信息化部、發(fā)展改革委、國土資源部、電監(jiān)會(huì)、能源局:關(guān)于數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局的指導(dǎo)意見》(工信部聯(lián)通〔2013〕13 號(hào))。
促進(jìn)數(shù)據(jù)中心選址統(tǒng)籌考慮資源和環(huán)境因素,確保新建大型數(shù)據(jù)中心的PUE 值達(dá)到1.5 以下,力爭(zhēng)使改造后數(shù)據(jù)中心的PUE 值下降到2 以下。
數(shù)據(jù)中心的能源利用率是用PUE來衡量的,PUE=數(shù)據(jù)中心總能耗/IT設(shè)備總能耗。PUE數(shù)值越小,則數(shù)據(jù)中心越節(jié)能,目前中國的數(shù)據(jù)中心的PUE在2.2左右。而數(shù)據(jù)中心消耗的能源中,有約40%用于制冷系統(tǒng),即機(jī)房專用空調(diào)系統(tǒng)的耗能。
數(shù)據(jù)中心的節(jié)能從根本上并不是數(shù)據(jù)中心建設(shè)方式的問題,而是要革命性地改變計(jì)算機(jī)等設(shè)備的冷卻方式。從目前國內(nèi)外最新的研究進(jìn)展來看,開發(fā)新一代的液冷計(jì)算機(jī)(或稱液冷服務(wù)器),使用液態(tài)冷媒替代空氣來對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行冷卻,是未來計(jì)算機(jī)設(shè)備的一場(chǎng)技術(shù)革命。
液冷技術(shù)的原理是以液體作為冷媒,代替空氣,將服務(wù)器設(shè)備內(nèi)部的CPU、內(nèi)存、電源系統(tǒng)等產(chǎn)熱部件產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移,帶到室外并最終轉(zhuǎn)移到大氣環(huán)境中。
與空氣相比,液態(tài)冷媒的密度、傳熱系統(tǒng)、比熱容或蒸發(fā)潛熱等物理及熱力學(xué)特性更優(yōu),因此,采用液態(tài)冷媒可以大幅減少冷媒的體積流量,降低傳熱溫差,從而能夠獲得更高的設(shè)備功率密度、更高的能效以及更低的CPU核溫。
曙光節(jié)能冷板式液冷服務(wù)器解決方案,采用了間接冷卻式,即冷媒與被冷卻對(duì)象分離,并不直接接觸,而是通過液冷板、液冷頭等高效熱傳導(dǎo)部件將被冷卻對(duì)象的熱量傳遞到冷媒中。
此種冷卻方式對(duì)計(jì)算機(jī)原有系統(tǒng)改動(dòng)較小,僅需將原風(fēng)冷散熱片替換為液冷散熱片,并將冷媒管路引出機(jī)箱即可。
采用冷板式液冷的散熱系統(tǒng),優(yōu)點(diǎn)是對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)改動(dòng)不大,僅需將原風(fēng)冷散熱片替換為液冷散熱片,并將冷媒管路引出機(jī)箱即可。冷板式液冷具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)兼容性好,在不改變目前服務(wù)器主板的情況下即可實(shí)現(xiàn),拆卸簡(jiǎn)單,安裝方便;
(2)對(duì)冷媒的要求較低,只要液體管路密封性良好,則無論工作液體的沸點(diǎn)高低,是否絕緣都實(shí)現(xiàn)其功能;
(3)性價(jià)比高、噪音低、節(jié)能環(huán)保、可熱插拔;
(4)運(yùn)行維護(hù)便捷;
(5)冷板式的技術(shù)成熟度高,產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化生產(chǎn)更可行。
由此在“三伏”天里,液冷服務(wù)器成為數(shù)據(jù)中心解決散熱問題最行之有效的方案,液冷服務(wù)器掀起了夏季數(shù)據(jù)中心降溫的狂潮,而這種潮流必將會(huì)隨著其普及性最終應(yīng)用于各行各業(yè),為數(shù)據(jù)中心耗電節(jié)能提供最佳解決方案。
(原標(biāo)題:“三伏天”數(shù)據(jù)中心如何節(jié)能降溫?)