2023數(shù)據(jù)中心綠色設(shè)計(jì)白皮書

II數(shù)據(jù)中心綠色設(shè)計(jì)白皮書2023VV目錄TOC\o"1-2"\h\z\u一、數(shù)據(jù)中心綠色設(shè)計(jì)發(fā)展背景 2數(shù)據(jù)中心能耗現(xiàn)狀 2數(shù)據(jù)中心能耗政策標(biāo)準(zhǔn)分析 5數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展面臨的挑戰(zhàn) 9二、數(shù)據(jù)中心綠色設(shè)計(jì)的理念和基本要素 11數(shù)據(jù)中心綠色設(shè)計(jì) 11綠色設(shè)計(jì)理念 12綠色設(shè)計(jì)原則 12綠色設(shè)計(jì)目標(biāo) 12三、數(shù)據(jù)中心綠色設(shè)計(jì)先進(jìn)技術(shù)和方案 13IT設(shè)備 13供電系統(tǒng) 17制冷系統(tǒng) 20監(jiān)控系統(tǒng) 26PAGEPAGE10圖目錄圖1全球服務(wù)器年增加量（兆瓦） 2圖2全球互聯(lián)網(wǎng)巨頭數(shù)據(jù)中心運(yùn)行PUE水平接近極限值 3圖3我國數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模 4圖4我國超大型、大型數(shù)據(jù)中心能效情況 4圖5我國數(shù)據(jù)中心耗電量（億千瓦時(shí)） 5圖6CPU冷板和GPU冷板 14圖7IT機(jī)柜的演進(jìn) 17表目錄表1數(shù)據(jù)中心能效等級(jí)指標(biāo) 9表2風(fēng)冷、水冷、蒸發(fā)冷卻、新型氟泵系統(tǒng)、液冷系統(tǒng)對(duì)比 24一、數(shù)據(jù)中心綠色設(shè)計(jì)發(fā)展背景數(shù)據(jù)中心能耗現(xiàn)狀全球發(fā)展現(xiàn)狀全球數(shù)據(jù)中心新增相對(duì)穩(wěn)定。按照全球服務(wù)器年增加量統(tǒng)計(jì)，2015年-2021年全球年新增投入使用服務(wù)器規(guī)模相對(duì)穩(wěn)定，凈增加值也相對(duì)穩(wěn)定，預(yù)計(jì)未來幾年數(shù)據(jù)中心規(guī)模仍將保持平穩(wěn)增長，具體見圖1。來源：Gartner、中國信息通信研究院圖1全球服務(wù)器年增加量（兆瓦）2006心能耗與日俱增。封閉冷熱通道、提高出風(fēng)溫度、優(yōu)化供配電設(shè)備效率、充分利用自然冷源等綠色節(jié)能技術(shù)不斷推廣應(yīng)用，數(shù)據(jù)中心能效管理從粗獷發(fā)展進(jìn)入精細(xì)管理，全球數(shù)據(jù)中心總體能效水平快速提高，平均PUE2.720131.82014PUE小幅波動(dòng)總體緩慢下降的趨勢(shì)，一方面數(shù)據(jù)中心節(jié)能改造與建設(shè)的邊際效益逐步降低，進(jìn)一步提高能效需要投入更多成本，另一方面，部分傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心負(fù)載率不高、綠色管理不到位等造成數(shù)據(jù)中心能效改善效果不明顯，2021PUE1.57?；ヂ?lián)網(wǎng)巨頭仍堅(jiān)持探索數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能新技術(shù)，新建數(shù)據(jù)中心PUE1.4PUE，F(xiàn)acebookPrinevillePUE1.08BerkeleyPUE1.111，百度云計(jì)算（陽泉）1#PUE1.08PUE1.09。未來隨著中小數(shù)據(jù)中心整合改造和大型化數(shù)據(jù)中心建設(shè)趨勢(shì)，全球數(shù)據(jù)PUE能源證書（RenewableEnergyCertificate）的方式實(shí)現(xiàn)所有數(shù)據(jù)中心采用100%可再生能源，進(jìn)一步降低了數(shù)據(jù)中心碳排放。來源：互聯(lián)網(wǎng)資料整理、開放數(shù)據(jù)中心委員會(huì)ODCC圖2全球互聯(lián)網(wǎng)巨頭數(shù)據(jù)中心運(yùn)行PUE水平接近極限值國內(nèi)發(fā)展情況根據(jù)信通院最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模平穩(wěn)增長，大型以上數(shù)據(jù)中心成為增長主力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，20132022650530%，180EFLOPS（FP32），算力規(guī)模排名全球第二。1數(shù)據(jù)來源：企業(yè)官網(wǎng)https://\hhttps://\h其中，大型以上數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模增長較快，按照標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架2.5kW統(tǒng)計(jì)，機(jī)架規(guī)模超540萬架，占比超80%。來源：中國信息通信研究院圖3我國數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模2022PUE1.36，大型數(shù)據(jù)中PUE1.42，1.02PUE1.32PUE1.28、1.29。來源：中國信息通信研究院圖4我國超大型、大型數(shù)據(jù)中心能效情況2021111670002022130016%，2030380022%。來源：中國信息通信研究院圖5我國數(shù)據(jù)中心耗電量（億千瓦時(shí)）數(shù)據(jù)中心能耗政策標(biāo)準(zhǔn)分析政策分析我國積極推動(dòng)引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心布局均衡、綠色低碳發(fā)展，從國家到地方發(fā)布了一系列關(guān)于數(shù)據(jù)中心高效節(jié)能的政策文件。國家層面政策國家層面高度重視數(shù)據(jù)中心行業(yè)綠色發(fā)展，近十年來發(fā)布了一系列相關(guān)指導(dǎo)意見和工作方案。2013年，工信部等發(fā)布《關(guān)于數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局的指導(dǎo)意見》，引導(dǎo)大型、超大型數(shù)據(jù)中心優(yōu)先在中西部等一類、二類地區(qū)建設(shè)。2017PUE1.4201922022PUE1.4節(jié)能減排綜合工作方案》，推動(dòng)數(shù)據(jù)中心的節(jié)能減排，國家發(fā)改委聯(lián)合工信部20196中心能效標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)施數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)能效提升工程”。20207等六部門聯(lián)合組織開展國家綠色數(shù)據(jù)中心推薦，選擇一批能效水平高、技術(shù)先PUE、WUE監(jiān)測(cè)與管理，加大綠色技術(shù)、綠色產(chǎn)品、清潔能源的使用，進(jìn)一步提高能源資源利用效率。近年來，為貫徹落實(shí)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國、數(shù)字中國、國家大數(shù)據(jù)和碳達(dá)峰碳中和戰(zhàn)略，國家不斷強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)中心綠色高質(zhì)量發(fā)展的重要性。202012展改革委等四部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快構(gòu)建全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系的指導(dǎo)意見》，提出加強(qiáng)全國一體化大數(shù)據(jù)中心頂層設(shè)計(jì)，再次要求“加快2025運(yùn)行電能利用效率降到1.3202120355G、大數(shù)據(jù)中心等新興領(lǐng)域能效提升”。20215展改革委等四部委發(fā)布《全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實(shí)施方案》，提出“在京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝，以及貴州、內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏等地布局建設(shè)全國一體化算力網(wǎng)絡(luò)國家樞紐節(jié)點(diǎn)，發(fā)展數(shù)據(jù)中心集群，引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心集約化、規(guī)模化、綠色化發(fā)展”。2021115G20255G綠色集約的一體化運(yùn)行格局。數(shù)據(jù)中心運(yùn)行電能利用效率和可再生能源利用率1.31.254A地方層面政策熱點(diǎn)地區(qū)筑高建設(shè)門檻控新增，強(qiáng)化技術(shù)引導(dǎo)提能效。一線城市業(yè)務(wù)需求旺盛但電力資源緊張，受能耗指標(biāo)、用地、用電審批限制，批復(fù)難、建設(shè)難、規(guī)避旺盛需求刺激下數(shù)據(jù)中心“粗制濫造”建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)。2018；20206北京市發(fā)布《關(guān)于加快培育壯大新業(yè)態(tài)新模式促進(jìn)北京經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的若干意見》及《北京市加快新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行動(dòng)方案（2020-2022）》；20214（2021-2023）》提出“新建PUE1.3”，并相繼發(fā)布《北京市發(fā)展和改革委員會(huì)關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目節(jié)能審查的若干規(guī)定（征求意見稿）》、《北京市發(fā)展和改革委員會(huì)北京市經(jīng)濟(jì)和信息化局關(guān)于印發(fā)北京市低效數(shù)據(jù)中心綜合治理工作方案的通知》，持續(xù)加強(qiáng)數(shù)據(jù)中心能效治理。上海市接連發(fā)布《上海市推進(jìn)新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)助力提升城市能級(jí)和核心競(jìng)爭(zhēng)力三年行動(dòng)計(jì)劃（2018-2020年）》、《關(guān)于加強(qiáng)上?；ヂ?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心統(tǒng)籌建設(shè)的指導(dǎo)意見》、《上海市互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)導(dǎo)則（2019）》、《上海市互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)導(dǎo)則（2021）》；2020對(duì)數(shù)據(jù)中心能耗提出限制要求；20226加速升級(jí)改造小散老舊數(shù)據(jù)中心，加快數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能發(fā)展”；上海市通信管理局發(fā)布《新型數(shù)據(jù)中心“算力浦江”行動(dòng)計(jì)劃（2022-2024）的通知》，要求“新建大型及以上數(shù)據(jù)中心應(yīng)達(dá)到綠色數(shù)據(jù)中心評(píng)估要求，綠色低碳等4A級(jí)”。深圳市發(fā)布《深圳市發(fā)展和改革委員會(huì)關(guān)于數(shù)據(jù)中心節(jié)能審查有關(guān)事項(xiàng)的通知》，要求數(shù)據(jù)中心重點(diǎn)用能單位應(yīng)建設(shè)能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，按要求接入5G）》。熱點(diǎn)周邊地區(qū)謀劃提升引需求，提高服務(wù)能力接外溢。為緩解熱點(diǎn)地區(qū)數(shù)據(jù)中心供不應(yīng)求的結(jié)構(gòu)性問題，河北、天津、內(nèi)蒙古、江蘇、廣東等熱點(diǎn)周邊地區(qū)紛紛出臺(tái)政策激勵(lì)數(shù)據(jù)中心快速發(fā)展，著力培育、提升承接熱點(diǎn)地區(qū)外溢需求的能力。20203綠色循環(huán)低碳發(fā)展謀劃項(xiàng)目為重要組成部分；202010字經(jīng)濟(jì)加快發(fā)展的若干政策》，提出“降低數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營成本，優(yōu)先支持?jǐn)?shù)據(jù)中心參加電力直接交易，鼓勵(lì)可再生能源電力和火電打捆與數(shù)據(jù)中心開展交易”；202112規(guī)劃》，提出“建設(shè)形成張家口、承德兩個(gè)低時(shí)延數(shù)據(jù)中心核心區(qū)和廊坊、保定等若干數(shù)據(jù)中心集聚區(qū)，推進(jìn)雄安城市計(jì)算（超算云）中心建設(shè)?！?。天津201910（2019—2023）》；20218（2021—2023）》要求“統(tǒng)20201自治區(qū)人民政府關(guān)于推進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的意見》。2021112025PUE1.31.252020520218中西部地區(qū)鼓勵(lì)找準(zhǔn)定位促發(fā)展。西部地區(qū)能源充足、氣候適宜，但距離熱點(diǎn)地區(qū)用戶較遠(yuǎn)，部分省份數(shù)據(jù)中心供大于求。20183力的實(shí)施意見》，指出要培育和打造立足本省、面向全國的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心與災(zāi)備中心；202055G201911于支持絲綢之路信息港建設(shè)的意見》，提出建設(shè)物理分散、邏輯統(tǒng)一的信息港綠色云數(shù)據(jù)中心集群；20219劃》提出“引導(dǎo)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心升級(jí)改造，向規(guī)模化、集約化、智能化、綠色化20204大有效投資的若干意見》，鼓勵(lì)投資謀劃一批大數(shù)據(jù)中心；202111《湖北省數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展“十四五”規(guī)劃》提出“推動(dòng)大數(shù)據(jù)中心綠色化發(fā)展，20204發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2020-2022）》，強(qiáng)調(diào)加快推進(jìn)大數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目建設(shè)，打造國內(nèi)領(lǐng)先的公共云計(jì)算平臺(tái)；20212第十四個(gè)五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》要求“完善能效領(lǐng)跑者制度，5G、大數(shù)據(jù)中心等新興領(lǐng)域能效標(biāo)準(zhǔn)”。標(biāo)準(zhǔn)分析GB40879-202120211011發(fā)布，202211131級(jí)表示能效最高，各能效等級(jí)數(shù)據(jù)中心電能比數(shù)值應(yīng)不大于表中的規(guī)定。表1數(shù)據(jù)中心能效等級(jí)指標(biāo)指標(biāo)能效等級(jí)1級(jí)2級(jí)3級(jí)數(shù)據(jù)中心電能比1.201.301.50數(shù)據(jù)中心能效等級(jí)的判定應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件。一是數(shù)據(jù)中心電能比的設(shè)計(jì)值、特性工況法測(cè)算值和全年測(cè)算值（如有）1定。二是數(shù)據(jù)中心電能比的特性工況法測(cè)算值和全年測(cè)算值（如有）應(yīng)小于設(shè)1.05規(guī)劃設(shè)計(jì)值的比值，特性工況法測(cè)算值是按5個(gè)特性工況點(diǎn)方法測(cè)算的數(shù)據(jù)中心電能比，全年測(cè)算值是按全年耗電量測(cè)算的數(shù)據(jù)中心電能比。數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)我國數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)在能耗方面目前主要存在以下問題：老舊小數(shù)據(jù)中心能耗較高，能效管理水平有待提升隨著國家政策的引導(dǎo)，大型數(shù)據(jù)中心逐漸重視起綠色節(jié)能，能效水平不斷提高。但是很多中小、老舊數(shù)據(jù)中心對(duì)能效管理缺乏認(rèn)知，運(yùn)維管理水平差，IT轉(zhuǎn)換為大量熱能，為了將這些熱量帶走，不少老、舊、小數(shù)據(jù)中心的制冷設(shè)備30%-50%，PUE2.0新建數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用不佳，運(yùn)維能力不達(dá)要求在技術(shù)落地和實(shí)施方面，部分?jǐn)?shù)據(jù)中心沒有充分利用優(yōu)越的氣候條件進(jìn)行免費(fèi)自然冷卻，冷凍水供回水溫度設(shè)置不合理，使得數(shù)據(jù)中心實(shí)際運(yùn)行PUE遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值，尤其在二三線城市更為明顯。在運(yùn)維管理方面，數(shù)據(jù)中心的設(shè)備數(shù)量大、種類多，對(duì)應(yīng)的監(jiān)控管理系統(tǒng)功能性能滿足不了實(shí)際需求，缺乏集中式統(tǒng)一管理，導(dǎo)致運(yùn)維管理任務(wù)繁重，運(yùn)維管理能力無法保證數(shù)據(jù)中心高效的運(yùn)行，綠色管理水平差?，F(xiàn)有數(shù)據(jù)中心能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不健全現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集不夠全面，部分?jǐn)?shù)據(jù)中心只關(guān)注局部系統(tǒng)或者一些核心部件的性能和功耗水平，部分?jǐn)?shù)據(jù)中心只IT反映出整個(gè)數(shù)據(jù)中心的功耗分布情況。此外，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)五花八門，缺乏統(tǒng)一的監(jiān)控管理規(guī)范，精度、點(diǎn)位等需要進(jìn)一步優(yōu)化。數(shù)據(jù)中心缺乏完善的能耗數(shù)據(jù)，難以實(shí)現(xiàn)資源的高效利用和優(yōu)化配置.數(shù)據(jù)中心節(jié)能新技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不完善設(shè)計(jì)能效評(píng)估、節(jié)能改造以及節(jié)能評(píng)估和驗(yàn)收等方面的標(biāo)準(zhǔn)仍需完善。另一方數(shù)據(jù)中心不斷加快技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)響應(yīng)速度，以滿足不斷變化的業(yè)務(wù)需求。相應(yīng)的，數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)的大量新技術(shù)和新產(chǎn)品也需要標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的研制和完善，保障新技術(shù)的應(yīng)用和落地效果。二、數(shù)據(jù)中心綠色設(shè)計(jì)的理念和基本要素?cái)?shù)據(jù)中心綠色設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)是人類所有目標(biāo)創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的先導(dǎo)和準(zhǔn)備，是從源頭和供給側(cè)創(chuàng)意設(shè)置目標(biāo)、引領(lǐng)系統(tǒng)集成創(chuàng)新、保障目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。綠色設(shè)計(jì)可從源頭上構(gòu)建數(shù)據(jù)中心綠色產(chǎn)業(yè)生態(tài)，引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展方向。我國數(shù)據(jù)中心已經(jīng)邁入成熟發(fā)展階段，設(shè)計(jì)已經(jīng)不僅由設(shè)計(jì)師參與設(shè)計(jì)，而是設(shè)計(jì)方、設(shè)備廠商、第三方服務(wù)商、互聯(lián)網(wǎng)用戶等共同參與，尤其是互聯(lián)網(wǎng)用戶，在過去十年，為行業(yè)貢獻(xiàn)分享了大量的綠色創(chuàng)新設(shè)計(jì)及相關(guān)實(shí)踐案例，第三方服務(wù)商在綠色設(shè)計(jì)方面也已處于前列，數(shù)據(jù)中心綠色設(shè)計(jì)已經(jīng)進(jìn)入眾創(chuàng)時(shí)代。數(shù)據(jù)中心綠色設(shè)計(jì)指的是在設(shè)計(jì)階段制定促進(jìn)數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展、落實(shí)國家雙碳戰(zhàn)略的技術(shù)路線、時(shí)間表和目標(biāo)函數(shù)，具體來說，在保障數(shù)據(jù)中心安全PUE、CUEWUE指標(biāo)，使這些指標(biāo)滿足國家和地方政策法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)要求，并減少企業(yè)運(yùn)營能源支出。未來的綠色設(shè)計(jì)將朝著數(shù)據(jù)中心建設(shè)、運(yùn)行服務(wù)、改造等全生命周期范圍發(fā)展，綜合考慮各類能源指標(biāo)，達(dá)到資源成本最低、碳排放最少、對(duì)環(huán)境影響最小，實(shí)現(xiàn)自然資源可持續(xù)發(fā)展和數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。數(shù)據(jù)中心綠色設(shè)計(jì)可從三個(gè)方面實(shí)現(xiàn)。一是單系統(tǒng)的綠色設(shè)計(jì)，如供配電IT高的產(chǎn)品方案，制冷系統(tǒng)選擇可靠性更高、能效水平更高、自然冷卻比例更高的運(yùn)行方案，IT合數(shù)據(jù)中心選址和當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，充分發(fā)揮自然冷卻的優(yōu)勢(shì)，合理利用太陽IT心功率密度選擇配套的供配電方案和制冷方案，提高整體資源利用效率。綠色設(shè)計(jì)理念數(shù)據(jù)中心綠色設(shè)計(jì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)可分成近期和遠(yuǎn)期兩個(gè)階段，近期主要以基礎(chǔ)設(shè)施如供配電系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等為綠色設(shè)計(jì)主體，遠(yuǎn)期可在基礎(chǔ)設(shè)施基礎(chǔ)上，IT小化，這樣可以確保近期可操作、遠(yuǎn)期有發(fā)展。數(shù)據(jù)中心綠色設(shè)計(jì)主要從業(yè)務(wù)等級(jí)、選址、資源效率以及節(jié)能控制等方面規(guī)劃。鑒于設(shè)計(jì)的時(shí)效性和超前性，也就是設(shè)計(jì)受當(dāng)下政策、技術(shù)、環(huán)境等方面制約，可能并不滿足設(shè)計(jì)完成后的政策和行業(yè)又新增的標(biāo)準(zhǔn)和要求，故綠色設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)一般有當(dāng)期屬性。綠色設(shè)計(jì)原則在碳達(dá)峰碳中和大背景下，綠色低碳是數(shù)字新基建的使命，也是算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運(yùn)營的主旋律。數(shù)據(jù)中心綠色設(shè)計(jì)原則主要是安全可靠、綠色低碳、高效等幾個(gè)方面。安全可靠是數(shù)據(jù)中心運(yùn)行的基本保障，必須保障供電和制冷可靠性，才能保障業(yè)務(wù)安全不中斷運(yùn)行；綠色低碳是數(shù)據(jù)中心綠色設(shè)計(jì)的主要原則，也是數(shù)據(jù)中心綠色設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)，重點(diǎn)考慮高效節(jié)能用電設(shè)備、高效冷卻系統(tǒng)、可再生能源、清潔能源使用等方面的設(shè)計(jì)，也包括環(huán)保等方面的考慮；高效方面，主要從電能容量比、空間使用效率等客觀資源使用方面進(jìn)行高效設(shè)計(jì)，也是數(shù)據(jù)中心集約化建設(shè)、最大化應(yīng)用的未來趨勢(shì)。綠色設(shè)計(jì)目標(biāo)SLAPUEPUEPUE作，保護(hù)設(shè)計(jì)成果也保護(hù)業(yè)主投資。因此綠色設(shè)計(jì)尤其是節(jié)能設(shè)計(jì)，要在能效可靠取值（同等工況權(quán)威第三方評(píng)估報(bào)告的能效值、同類案例權(quán)威第三方機(jī)構(gòu)的測(cè)試數(shù)據(jù)）基礎(chǔ)上，采用適度超量設(shè)計(jì)獲得能效余量（適度超量，在經(jīng)濟(jì)性和未來的能效滿足上求得較好的平衡），確保設(shè)計(jì)階段理論能效和建設(shè)、運(yùn)行階段的差異可控，目前可按10%余量適度。三、數(shù)據(jù)中心綠色設(shè)計(jì)先進(jìn)技術(shù)和方案IT高密度服務(wù)器數(shù)據(jù)規(guī)模的持續(xù)增長及土地、電力資源集約化發(fā)展推動(dòng)高密度數(shù)據(jù)中心發(fā)展。在過去很長一段時(shí)間，為了滿足不斷增長的用戶數(shù)據(jù)處理需求，數(shù)據(jù)中心主要是通過增加空間，擴(kuò)大機(jī)架和服務(wù)器規(guī)模來提供更多算力，但是這也會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心運(yùn)營成本的增加和數(shù)據(jù)中心場(chǎng)地空間的浪費(fèi)。發(fā)達(dá)地區(qū)日益緊張的土地資源及電力資源使得以擴(kuò)大服務(wù)器規(guī)模來提升算力水平的數(shù)據(jù)中心建設(shè)模式難以開展，建設(shè)高密度數(shù)據(jù)中心成為推動(dòng)數(shù)據(jù)中心算力水平、提升數(shù)據(jù)中心效率的重要舉措，高密度數(shù)據(jù)中心能夠進(jìn)一步增加數(shù)據(jù)中心功率密度和數(shù)據(jù)中心“每平方米”的計(jì)算能力，能夠更好地滿足大數(shù)據(jù)場(chǎng)景下的計(jì)算與存儲(chǔ)需求。高密度服務(wù)器部署顯著提升數(shù)據(jù)中心單位面積算力，降低數(shù)據(jù)中心運(yùn)營成本。建設(shè)高密度數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵是部署高密度服務(wù)器，與傳統(tǒng)服務(wù)器不同，高密度服務(wù)器電源和風(fēng)扇以共享方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，位于同一機(jī)箱內(nèi)的多臺(tái)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)可以共享電源和風(fēng)扇。一方面降低了機(jī)體的重量和空間占用，提升數(shù)據(jù)中心單位面積算力，另一方面能夠提升電源和散熱系統(tǒng)的使用效率，降低數(shù)據(jù)中心運(yùn)營成本。IBM、思科、華為、浪潮、曙光等國內(nèi)外知名的互聯(lián)網(wǎng)硬件廠商紛紛加速推進(jìn)高密度服務(wù)器的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與市場(chǎng)布局。液冷服務(wù)器近來年，液冷服務(wù)器的使用數(shù)量和客戶接受度不斷提高，是基于液冷服務(wù)器具有高效散熱、節(jié)能降噪和高密部署等優(yōu)勢(shì)。高效散熱：液冷解決高功率芯片的散熱問題，突破風(fēng)冷散熱瓶頸。風(fēng)冷容易產(chǎn)生局部熱點(diǎn)，芯片長時(shí)間高溫運(yùn)行，影響芯片性能和使用壽命。液冷可維持芯片低于臨界溫度10℃~20℃穩(wěn)定運(yùn)行，釋放芯片最大計(jì)算潛能，延長芯片使用壽命。節(jié)能降噪：液冷服務(wù)器核心發(fā)熱部件散熱通過冷卻液體循環(huán)排到機(jī)房外，可大大降低機(jī)房?jī)?nèi)制冷壓力，節(jié)省數(shù)據(jù)中心空調(diào)用電。液冷數(shù)據(jù)中心PUE在1.3高密部署：傳統(tǒng)風(fēng)冷服務(wù)器散熱片占據(jù)一定高度，芯片功耗越高，散熱器高度也越高，服務(wù)器的高度也需要隨之調(diào)整。液冷服務(wù)器使用液冷散熱片，對(duì)空間的要求降低，可實(shí)現(xiàn)高密度設(shè)計(jì)，提高了數(shù)據(jù)中心內(nèi)設(shè)備部署密度，降低數(shù)據(jù)中心TCO。綜上所述，因?yàn)橐豪浞?wù)器能為客戶帶來多方面收益，各服務(wù)器廠商也都在布局液冷產(chǎn)品。國內(nèi)廠商如曙光、浪潮、聯(lián)想、寧暢、華三都有布局液冷服CPUGPU2和浸沒式液冷居多。通過優(yōu)化冷板內(nèi)鏟齒厚度、高度、間距等參數(shù)以及流道設(shè)計(jì)，獲得最優(yōu)散熱效果。冷板材質(zhì)一般選擇導(dǎo)熱性較好的金屬，如銅、鋁等，選用銅質(zhì)較多。圖6CPU冷板和GPU冷板2開放數(shù)據(jù)中心委員會(huì)ODCC.《冷板式液冷服務(wù)器可靠性白皮書》整機(jī)柜數(shù)據(jù)中心本身是一個(gè)能量冷熱交換的載體，既需要大規(guī)模蓄冷，也同時(shí)產(chǎn)生大規(guī)模熱能。想要降低碳排放量和提高能源利用率，關(guān)鍵還是在于節(jié)能增效，利用技術(shù)措施、管理措施等減少碳排放。以服務(wù)器為例，當(dāng)把每一臺(tái)服務(wù)器作為單節(jié)點(diǎn)獨(dú)立運(yùn)作，從整體數(shù)據(jù)中心層面來看收益基本為零，當(dāng)單節(jié)點(diǎn)的維度提高到機(jī)柜層級(jí)，將集中供電、一體化交付、高密度部署這些進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃時(shí)，就可以獲取更高的收益，以集中供電為例，平均單節(jié)點(diǎn)能耗優(yōu)化12%。當(dāng)將規(guī)劃維度進(jìn)一步提高到數(shù)據(jù)中心層面，將數(shù)據(jù)中心層面的供電、交付、部署、組網(wǎng)、制冷綜合考慮，將會(huì)收獲到最佳的綜合收益。而事實(shí)上，超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商以及云服務(wù)廠商（CSP）正是通過這樣的實(shí)踐來降低綜合運(yùn)營成本，提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。通過集中供電技術(shù)把原本離散的電源進(jìn)行池化。原本通用服務(wù)器離散供電1+1，2040PSUPSU實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，當(dāng)服務(wù)器負(fù)載較低時(shí)，電源的轉(zhuǎn)化效率處于較低水平。當(dāng)通過整機(jī)柜的形式將電源進(jìn)行池化后，整機(jī)20N+1N+2（N+M）PSUPSUPSUPSU，始終使得PSUTCO隨著摩爾定律的逐漸失效，研究發(fā)現(xiàn)散熱對(duì)現(xiàn)代電子系統(tǒng)是一個(gè)挑戰(zhàn)，溫15%，散熱還直接影響電子系統(tǒng)的功率輸出和能耗，同時(shí)面對(duì)云計(jì)算、AI、5GIoT碳不得不面臨的另一大難題，就是散熱。過往整機(jī)柜通常采用風(fēng)扇墻集中式散節(jié)省出來的空間可進(jìn)一步增加設(shè)備數(shù)量，降低整體的成本。但隨著業(yè)務(wù)越來越3-4功耗進(jìn)行運(yùn)作，同時(shí)風(fēng)扇墻的模式也降低了整機(jī)柜的靈活性，當(dāng)在搬遷的時(shí)候必須得機(jī)柜整體搬遷，無法抽出單節(jié)點(diǎn)獨(dú)立運(yùn)作。所以，為了這類解決問題，把風(fēng)扇進(jìn)行了內(nèi)置采用節(jié)點(diǎn)式單獨(dú)散熱，將節(jié)點(diǎn)和散熱進(jìn)行解耦，易于搬遷。同時(shí)節(jié)點(diǎn)中內(nèi)置風(fēng)扇可以按照單節(jié)點(diǎn)的實(shí)際功耗調(diào)整風(fēng)扇速率，保證散熱效率，降低TCO。高算力碳效服務(wù)器數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，算力是數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施和核心生產(chǎn)力，隨著數(shù)據(jù)的爆炸式增長，算法的復(fù)雜程度不斷提高，對(duì)算力需求越來越高。算力即計(jì)算CPU、GPU、NPU、MCU能計(jì)算集群和各類智能終端等承載。對(duì)數(shù)據(jù)中心而言，服務(wù)器是算力的主要載體。數(shù)據(jù)中心在進(jìn)行服務(wù)器設(shè)備選擇時(shí)，為確保設(shè)備可提供業(yè)務(wù)需要的算力資源，注重計(jì)算性能指標(biāo)已成為共識(shí)。但隨著國家越來越重視“碳中和碳達(dá)峰”IT如何在計(jì)算密集型工作負(fù)載和低能耗運(yùn)行的矛盾之間找到解決方案，如何在滿足技術(shù)需求的基礎(chǔ)上盡可能降低碳排放，業(yè)界在服務(wù)器設(shè)備選型時(shí)開始逐漸考慮算力碳效。高算力碳效服務(wù)器是服務(wù)器使用周期內(nèi)，產(chǎn)生的碳排放與所提供的算力的比值相對(duì)較小的一類服務(wù)器，這類服務(wù)器的特點(diǎn)是單位算力的碳排放量較少。隨著服務(wù)器性能的提升，碳排放總量呈上升的趨勢(shì)，但性能提升的速度超過碳排放增加的速度，單位算力的相對(duì)碳排放在降低3。若廠商根據(jù)業(yè)務(wù)需求，如不同計(jì)算場(chǎng)景（高性能計(jì)算、邊緣計(jì)算、智能計(jì)算、通用計(jì)算等）、不同架構(gòu)（X86架構(gòu)、ARM）、不同負(fù)載（存儲(chǔ)、內(nèi)存、CPU要求），選擇算力碳效高的服務(wù)器，則可保證數(shù)據(jù)中心的綠色低碳效益。3開放數(shù)據(jù)中心委員會(huì)ODCC.《數(shù)據(jù)中心算力碳效白皮書》供電系統(tǒng)1)電氣集成化設(shè)計(jì)電力模塊在數(shù)據(jù)中心中，其供電系統(tǒng)是整個(gè)數(shù)據(jù)中心的咽喉，是基礎(chǔ)設(shè)施中最重要的組成部分之一。當(dāng)前數(shù)據(jù)中心常見的幾種不間斷供電技術(shù)包括ACUPS、HVDC（240V/336V/48V）和市電直供+BBU等。一般根據(jù)數(shù)據(jù)中心建設(shè)等級(jí)的要求，采用不同的冗余供電模式，比如2N模式，DR模式，RR模式等。未來數(shù)據(jù)中心的快速發(fā)展，對(duì)供電系統(tǒng)的可靠性、節(jié)能性、可持續(xù)性等提出更高的要求，供電技術(shù)和模式向著模塊化、預(yù)制化、智能化、精簡(jiǎn)化等方向創(chuàng)新演變。當(dāng)前國內(nèi)外的數(shù)據(jù)中心行業(yè)，根據(jù)各自的具體需求，提出并實(shí)踐了很多有特點(diǎn)的供電新技術(shù)，如華為、維諦的電力模塊，阿里巴巴的巴拿馬電源等。深度融合是電力模塊的演進(jìn)方向。隨著數(shù)據(jù)中心服務(wù)器芯片算力的持續(xù)提升，IT6~8kW12~16kWIT16kW/IT1：1，ITUPSUPS圖7IT機(jī)柜的演進(jìn)智能化成為安全和運(yùn)維的關(guān)鍵手段。電力模塊統(tǒng)一的智能管理系統(tǒng)，可以有效提升電力模塊系統(tǒng)的安全性，由本地智能管理系統(tǒng)和智能網(wǎng)管組成，本地智能管理系統(tǒng)硬件由變壓器的溫控器、低壓柜/饋線柜的柜級(jí)監(jiān)控單元、UPSECC；ECC上統(tǒng)一顯示電力模塊各單元的電流、電壓、頻率、電能、諧波、負(fù)載率、開關(guān)狀態(tài)、UPS狀態(tài)、各節(jié)點(diǎn)溫度，供用戶本地直觀的識(shí)別系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)；同時(shí)ECC3D圖及故障影響分析、開關(guān)在線整定、開關(guān)健康度預(yù)測(cè)、UPS電容/風(fēng)扇壽命檢AIAI智能運(yùn)維，變被動(dòng)維護(hù)為主動(dòng)運(yùn)維，在提升系統(tǒng)安全性的同時(shí)也盡可能的提升了系統(tǒng)運(yùn)維效率。10kV10kVac240Vdc兼維護(hù)方便等特點(diǎn)。比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的供電方案，占地面積減少50%，其設(shè)備40%，98.5%，架構(gòu)簡(jiǎn)潔可靠性高。蓄電池單獨(dú)安裝，系統(tǒng)容量可以根據(jù)需求進(jìn)行靈活配置。巴拿馬電源優(yōu)勢(shì)：一240V/336VHVDC240V/336VHVDC27%（以14240V/336VHVDC11.5）。二是效率高。巴拿馬電源由傳統(tǒng)變壓器改為移相變壓器，省掉功率因數(shù)調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，移相變壓器的效率為99%，整流調(diào)壓部分的峰值98.5%，97.5%。UPSUPSHVDCUPS。對(duì)供配電系統(tǒng)而言，很多事故都可以通過早期的精密監(jiān)控和智能算法來提前識(shí)別預(yù)防，而非等到器件損壞、模塊故障或系統(tǒng)失效后再被動(dòng)告警，這種主動(dòng)預(yù)測(cè)性維護(hù)是不間斷電源智能化的核UPSHVDC不間斷電源的未來發(fā)展趨勢(shì)。UPSUPS心進(jìn)一步節(jié)能減排的需求，具備動(dòng)態(tài)在線模式的UPS，即一種逆變器兼做有源UPS，其包括旁路裝置、市電轉(zhuǎn)換裝置、直流轉(zhuǎn)換裝置、逆變器、控制裝置，用于檢測(cè)旁路電壓頻率并基于所述旁路電壓頻率生成旁路模式信號(hào)或者主路模式信號(hào)的旁路判斷裝置，可在確保設(shè)備可靠性的同時(shí)，顯著提高運(yùn)行效率。動(dòng)態(tài)在線模式在靜態(tài)旁路的基礎(chǔ)上增加了有源濾波功能，該模式下逆變器作為有源濾波器實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)在線，配合靜態(tài)旁路上的電能調(diào)制單元，使系統(tǒng)能夠滿足相當(dāng)大范圍的電網(wǎng)和負(fù)載電能調(diào)節(jié)需求。當(dāng)無功負(fù)載或非線性負(fù)載連接UPSUPS用來進(jìn)行補(bǔ)償，并且僅消耗部分電能來補(bǔ)償電路干擾，在實(shí)現(xiàn)提高系統(tǒng)電能質(zhì)99%的最高效率，且供電無任何間斷。AIUPSUPS99%平均運(yùn)行效率的節(jié)能。此外，高壓直流技術(shù)在供電可靠性、供電安全性、可擴(kuò)展性、運(yùn)行控制效率、諧波污染等方面具有明顯UPSUPS易，擴(kuò)容難度大，制約了業(yè)務(wù)的進(jìn)一步發(fā)展。高壓直流系統(tǒng)的使用，精簡(jiǎn)優(yōu)化數(shù)據(jù)中心供配電架構(gòu)，減少了供配電變流裝置的數(shù)量及損耗，提高了數(shù)據(jù)中心電能使用效率。但直流供電系統(tǒng)的投入使用還存在產(chǎn)業(yè)生態(tài)、設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)等問題有待進(jìn)一步優(yōu)化解決。支持儲(chǔ)能系統(tǒng)的UPS系統(tǒng)：隨著國家對(duì)節(jié)能政策逐步推行，UPS電源儲(chǔ)能技術(shù)在優(yōu)化分配資源、低碳能源利用方面將發(fā)揮越來越重要的作用。隨著鋰離子蓄電池等儲(chǔ)能設(shè)備技術(shù)的不斷進(jìn)步和制造成本的降低，以及國家和各地區(qū)能源政策的鼓勵(lì)和支持，國內(nèi)儲(chǔ)能市場(chǎng)快速興起。UPS不間斷電源系統(tǒng)具有成熟穩(wěn)定、高性價(jià)比、易于維護(hù)和安全可靠等特點(diǎn)，采用具有儲(chǔ)能功能的UPS設(shè)備打造高效低成本儲(chǔ)能系統(tǒng)，通過綜合電能利用，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能收益最大化。具有儲(chǔ)能功能的UPS設(shè)備在具有傳統(tǒng)機(jī)型電源后備時(shí)間、改善電網(wǎng)電能質(zhì)量的同時(shí)，可根據(jù)不同行業(yè)場(chǎng)景，靈活管理峰谷電價(jià)差，有效降低系統(tǒng)電費(fèi)；并可根據(jù)政策要求，系統(tǒng)執(zhí)行園區(qū)需求側(cè)響應(yīng)并獲得補(bǔ)貼；對(duì)于特定用戶，可通過系統(tǒng)動(dòng)態(tài)擴(kuò)容，降低整體增容費(fèi)用；根據(jù)用戶實(shí)際能源構(gòu)成，靈活與光伏、風(fēng)能等可再生能源組成混合供電系統(tǒng)，提升系統(tǒng)可靠性。不間斷電源將在保障供電可靠性同時(shí)朝節(jié)能模式發(fā)展。工頻機(jī)UPSIGBTUPSUPSUPSUPSUPSUPSUPS96UPS97%，UPS3%-51400kVAUPS11035UPS制冷系統(tǒng)綠色設(shè)計(jì)整體方案是指在數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)階段對(duì)數(shù)據(jù)中心主要架構(gòu)的選擇，DX型氟泵系統(tǒng)、液冷系統(tǒng)等。整體制冷設(shè)計(jì)方案的選擇對(duì)數(shù)據(jù)中心的綠色設(shè)計(jì)有PUE計(jì)方案時(shí)應(yīng)充分綜合考慮數(shù)據(jù)中心所在地區(qū)的氣候特點(diǎn)、水資源供應(yīng)情況、數(shù)IT整體設(shè)計(jì)方案DXDXDXDX的蒸發(fā)器在數(shù)據(jù)中心機(jī)房室內(nèi)，為服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜提供冷量；冷凝器放置于室外，與環(huán)境空氣進(jìn)行換熱。冷凝器形式較為多樣化，可與采用一對(duì)一，也可采用集中布置方式。水冷冷水機(jī)組系統(tǒng)水冷冷水機(jī)組系統(tǒng)主要構(gòu)成包括水冷冷水機(jī)組、冷凍水泵、水冷型末端精密空調(diào)、室內(nèi)風(fēng)機(jī)、冷卻水泵、冷卻塔、板式換熱器，其主要特點(diǎn)是系統(tǒng)較為復(fù)雜、設(shè)備種類多、需要部署集中式冷站。水冷冷水機(jī)組系統(tǒng)利用水冷冷水機(jī)組或者板式換熱器制取冷凍水，冷凍水通過末端水冷型精密空調(diào)給機(jī)房散熱。根據(jù)制取冷凍水方式的不同可分為三種工作模式：完全機(jī)械制冷、部分自然冷卻以及完全自然冷卻。完全機(jī)械制冷模式完全依靠冷水機(jī)組制取冷凍水，一般在夏季開啟。如果經(jīng)過板換后的冷凍水出水溫度不能低于供水溫度的要求，則需要打開機(jī)械壓縮制冷機(jī)進(jìn)一步給冷凍水降溫，相當(dāng)于利用了部分自然冷源，這就是部分自然冷卻模式，一般在春秋等過渡季時(shí)開啟。如果經(jīng)過板換后的冷凍水出水溫度達(dá)到供水溫度要求，則不需要完全打開機(jī)械壓縮制冷機(jī)給冷凍水降溫，全部利用室外自由冷源，這就是完全自然冷卻模式，一般在冬季低溫節(jié)開啟。蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)蒸發(fā)冷卻技術(shù)是利用水蒸發(fā)冷卻原理，采用直接蒸發(fā)或者間接蒸發(fā)的方式獲得冷風(fēng)的技術(shù)，可以分為直接蒸發(fā)冷卻技術(shù)和間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)。直接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)是（AHU）是指空氣與霧化的水直接接觸，由于水的蒸發(fā)，空氣和水的溫度都降低，而空氣的含濕量有所增加，將降溫后的冷空氣直接引入數(shù)據(jù)中心對(duì)服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜進(jìn)行冷卻。直接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)具有風(fēng)量大、溫差小，冬季加濕效果好等優(yōu)點(diǎn)，但是該技術(shù)也有一定的局限性，在露點(diǎn)較低的地區(qū)使用該技術(shù)會(huì)帶來不必要的除濕費(fèi)用，而且對(duì)室外空氣的直接引入也會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)濕度分布不均勻以及細(xì)顆粒物和污染物帶入等問題，需采用過濾器對(duì)新風(fēng)進(jìn)行過濾，因此在使用該技術(shù)時(shí)，必須充分考慮當(dāng)?shù)氐目諝赓|(zhì)量以及氣候條件等因素。直接蒸發(fā)冷卻技術(shù)已經(jīng)在一些地區(qū)得到了應(yīng)用，并取得很好的效果。間接蒸發(fā)冷卻是指將直接蒸發(fā)冷卻得到的濕空氣或循環(huán)水的冷量通過非直接接觸式換熱器傳遞給待處理的空氣，實(shí)現(xiàn)空氣的等濕降溫。間接蒸發(fā)冷卻是通過各種類型換熱器來實(shí)現(xiàn)的，其主要類型有管束式、板式、熱管式等形式。間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)具有效率高、安全性好、不易堵塞等優(yōu)點(diǎn)。新型氟泵系統(tǒng)新型氟泵系統(tǒng)結(jié)合了間接蒸發(fā)、風(fēng)冷、氟泵、熱管（冷媒自身的相變功能）的各自優(yōu)勢(shì)，通過不同的送風(fēng)方式對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行制冷，其主要特點(diǎn)是設(shè)備構(gòu)成簡(jiǎn)單，部署相對(duì)靈活，能夠滿足中高功率的制冷需求及中大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的需求。新型氟泵系統(tǒng)可以是戶外一體機(jī)、一拖一、一拖多等多種型式，在自然冷季節(jié)，可完全啟動(dòng)重力熱管方式進(jìn)行制冷。液冷系統(tǒng)現(xiàn)在的機(jī)架功率和單機(jī)架功率密度都在不斷增長，傳統(tǒng)的服務(wù)器風(fēng)冷散熱方案已經(jīng)不能滿足散熱需要，先進(jìn)的液冷技術(shù)開始在各個(gè)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行廣泛應(yīng)用。液冷技術(shù)可以將數(shù)據(jù)中心的空氣用液體進(jìn)行替代，在替代過程就可以將各個(gè)發(fā)熱器件運(yùn)行中所產(chǎn)生的熱量帶走等。目前液冷技術(shù)主要分為冷板式、浸沒式和噴淋式三種。其中，浸沒式和噴淋式液冷等為接觸式液冷，冷板式液冷為非接觸式液冷。冷板式液冷技術(shù)可以不直接接觸冷卻對(duì)象就將熱量帶走，該技術(shù)是通過高效熱傳導(dǎo)部件來對(duì)熱量進(jìn)行發(fā)散；浸沒式液冷技術(shù)屬于直接冷卻技術(shù)，該技術(shù)使用的冷卻液能夠隔絕元器件產(chǎn)生的電氣，通過和發(fā)熱器件進(jìn)行直接接觸就可以帶走熱量；噴淋式液冷技術(shù)通過改造IT設(shè)備，部署適量的噴淋器件，在設(shè)備運(yùn)行中，可以針對(duì)熱量過高的器件進(jìn)行冷卻。液冷技術(shù)具有制冷能效高、節(jié)約水資源和機(jī)房空間的優(yōu)勢(shì)，因此，有條件的數(shù)據(jù)中心開始應(yīng)用液冷技術(shù)進(jìn)行降溫。應(yīng)用液冷技術(shù)進(jìn)行降溫，不再需要配置風(fēng)扇、空調(diào)末端和冷凍機(jī)組，也不需要安裝架空地板和冷熱通道設(shè)施，和傳統(tǒng)的制冷技術(shù)相比，液冷技術(shù)不需要占據(jù)很大的機(jī)房空間，可以將節(jié)省的機(jī)房空間用來布置更多的IT設(shè)備，從而提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。此外，液冷技術(shù)突破了氣候條件和地域的限制，可以在全國任何地區(qū)進(jìn)行應(yīng)用，即使是華南、華東等溫度高的地區(qū)也可以應(yīng)用液冷技術(shù)進(jìn)行冷卻，最終促使數(shù)據(jù)中心的制冷電力消耗大幅度降低。余熱回收數(shù)據(jù)中心服務(wù)器在運(yùn)行的過程中，產(chǎn)生大量的余熱，這些余熱有著易提取、熱源充足等特點(diǎn)，利用熱泵技術(shù)將數(shù)據(jù)中心余熱回收利用，在數(shù)據(jù)中心有著廣泛的應(yīng)用前景，尤其是在我國北方地區(qū)，可有效幫助用戶降低用熱成本。現(xiàn)階段我國IDC行業(yè)的節(jié)能重點(diǎn)主要集中在綠電的應(yīng)用、空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能減排、IT系統(tǒng)的降耗等方面。伴隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的規(guī)模和數(shù)量都呈現(xiàn)出快速增長的趨勢(shì)。更大規(guī)模、更多數(shù)量的數(shù)據(jù)中心建設(shè)，將有更多的設(shè)備，產(chǎn)生更多的余熱，這些余熱如果能被加以利用，可以加速數(shù)據(jù)中心“碳中和”。現(xiàn)階段大多數(shù)據(jù)中心采用風(fēng)冷降溫，相較于液冷數(shù)據(jù)中心，風(fēng)冷數(shù)據(jù)中心余熱收集及運(yùn)輸難度較大，成本較高。液冷系統(tǒng)攜帶熱量介質(zhì)為冷卻液，流動(dòng)性強(qiáng)、品味較高、方便運(yùn)輸，相對(duì)于風(fēng)冷系統(tǒng)，投資成本較低，利用率較高，更適合余熱回收利用。液冷系統(tǒng)余熱回收系統(tǒng)可選擇接入液冷系統(tǒng)一次冷卻循環(huán)系統(tǒng)或二次冷卻循環(huán)系統(tǒng)提取余熱，也可選擇與液冷系統(tǒng)串聯(lián)或并聯(lián)的運(yùn)行方案，對(duì)余熱可采取提質(zhì)利用或直接利用兩種類型，對(duì)余熱提質(zhì)利用的方式又包括熱泵系統(tǒng)、光熱系統(tǒng)、電輔助加熱、鍋爐輔助加熱等4。進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)宜充分考慮綜合利用光熱、地?zé)岬惹鍧嵞茉矗约芭c周邊建筑、園區(qū)協(xié)同建立余熱回收利用體系的可行性。4開放數(shù)據(jù)中心委員會(huì)ODCC.《浸沒式液冷數(shù)據(jù)中心熱回收白皮書》總結(jié)從各地區(qū)氣候差異和水資源供應(yīng)情況的角度，綠色設(shè)計(jì)需要從業(yè)務(wù)角度分析，業(yè)務(wù)種類會(huì)影響服務(wù)器的運(yùn)行溫度，從而影響設(shè)計(jì)方案，同時(shí)考慮同樣構(gòu)PUEDX用于對(duì)能效要求不高且規(guī)模較小的數(shù)據(jù)中心；水冷冷水機(jī)組設(shè)備種類多、系統(tǒng)較為復(fù)雜、運(yùn)維難度大，其根據(jù)季節(jié)變化調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行模式，可最大化利用自然冷源，適用于對(duì)能效要求較高且自然環(huán)境適宜的大規(guī)模數(shù)據(jù)中心；蒸發(fā)冷卻機(jī)組尤其是直接蒸發(fā)冷卻機(jī)組適用于數(shù)據(jù)中心室外空氣潔凈度好、常年溫度較低的場(chǎng)景，能夠做到極致的節(jié)能效果，需具體到當(dāng)?shù)厣踔潦菆@區(qū)的空氣質(zhì)量分析，且其運(yùn)維難度較復(fù)雜；新型氟泵系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成簡(jiǎn)單，部署相對(duì)靈活，集成液冷技術(shù)不僅能夠滿足數(shù)據(jù)中心高密度、低能耗的發(fā)展需求，還將驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)中30kW10kW表2風(fēng)冷、水冷、蒸發(fā)冷卻、新型氟泵系統(tǒng)、液冷系統(tǒng)對(duì)比類別 風(fēng)冷DX調(diào)

水冷冷水機(jī)組 蒸發(fā)冷卻 新型氟泵 液冷能效 較低 較高 高 高 高CLF 0.25-0.5 0.12-0.4 0.11-0.25 0.06-0.18 0.05-0.15適用機(jī)柜功率

中低 中 中低 中高 中高

獨(dú)立系統(tǒng)，安全性高

性

對(duì)氣候條件/ 安全性空氣要求高

對(duì)設(shè)備和冷卻液安全性要求極高運(yùn)維難度 簡(jiǎn)單 復(fù)雜 較復(fù)雜 簡(jiǎn)單 簡(jiǎn)單適用規(guī)模 小 大 小/大 小/大 小/局部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)氣流組織優(yōu)化設(shè)計(jì)氣流組織是數(shù)據(jù)中心冷卻的首要問題，如果規(guī)劃不好，數(shù)據(jù)中心在實(shí)際使用過程中會(huì)出現(xiàn)氣流組織不均勻、局部熱點(diǎn)等問題，從而影響機(jī)房的整體排熱效果，并帶來更多能源消耗。氣流組織優(yōu)化設(shè)計(jì)是對(duì)機(jī)房不通暢、不合理的氣流組織進(jìn)行規(guī)范、優(yōu)化，防止氣流回流、摻混、紊亂，確保機(jī)房?jī)?nèi)的氣流有序、有組織地從服務(wù)器帶走熱量，提高空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)的有效使用效果，從而降低機(jī)房空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用，降低PUE。IT果和效率。經(jīng)過不斷的優(yōu)化和改良，氣流組織正從房間級(jí)逐步向行間級(jí)、機(jī)柜級(jí)、服務(wù)器級(jí)的方向推進(jìn)。目