地表水自然冷却系统在数据中心的应用

自然冷却技术在数据中心的应用探讨在当今数字化的时代，数据中心已经成为了支撑各种信息技术服务的关键基础设施。

随着数据处理量的不断增加，数据中心的能耗问题也日益凸显。

为了降低能耗、提高能源利用效率，自然冷却技术逐渐受到了广泛的关注和应用。

自然冷却技术，顾名思义，是指利用自然界的冷源来降低数据中心的温度，从而减少对机械制冷设备的依赖，达到节能的目的。

其基本原理是在环境温度较低时，通过直接引入室外冷空气、利用冷却塔的冷水或者其他自然冷源来冷却数据中心的设备，而不是一直依靠传统的空调系统进行制冷。

数据中心的发热量大是众所周知的。

服务器、存储设备、网络设备等在运行过程中会不断产生大量的热量，如果不能及时有效地将这些热量散发出去，将会导致设备温度过高，影响其性能和可靠性，甚至可能造成设备损坏。

因此，良好的冷却系统对于数据中心的正常运行至关重要。

传统的数据中心冷却方式主要依赖于机械制冷，如空调系统。

然而，这种方式不仅能耗高，而且在运行过程中还会产生大量的温室气体排放，对环境造成不利影响。

相比之下，自然冷却技术具有显著的优势。

首先，自然冷却技术能够显著降低数据中心的能耗。

在适宜的气候条件下，合理利用自然冷源可以大大减少机械制冷设备的运行时间，从而降低电力消耗。

据统计，采用自然冷却技术的数据中心，其能耗可以降低20%至50%，这对于降低数据中心的运营成本具有重要意义。

其次，自然冷却技术有助于提高数据中心的可靠性。

由于减少了机械制冷设备的使用，降低了系统的复杂性和故障概率。

同时，自然冷却方式通常更加温和，不会对设备造成过大的温度波动，有利于延长设备的使用寿命。

再者，自然冷却技术对环境更加友好。

它减少了对化学制冷剂的需求，降低了温室气体排放，符合可持续发展的要求。

然而，自然冷却技术在数据中心的应用也并非一帆风顺，存在一些挑战和限制。

气候条件是一个重要的影响因素。

自然冷却技术在气候较为寒冷或者温差较大的地区效果更为显著，但在炎热潮湿的地区，其应用可能会受到一定的限制。

中国计算机报/2013年/12月/30日/第022版专栏浅析自然冷却在数据中心的应用在当今的数据中心中，数据中心整体输入功率的40%是被制冷设备所消耗的，在极恶劣的情况下，这个数会达到60%。

电力正在成为一种紧缺资源，应该用于极大程度地发挥服务器的效能，而不是浪费在对制冷设备的非必要驱动上。

除了降低成本、实现更高效的电力管理之外，业界一直有关于采用节能型制冷系统的低单位面积碳排放的“绿色”数据中心的讨论。

数据中心需要使用空调系统来降低由服务器和其他热源产生的热量，且空调系统需要冗余配置，实现每天7×24小时的高可靠性和高可用性。

温度、湿度和空气洁净度必须符合IT设备制造商的设计规范。

数据中心关键制冷系统中的风机、压缩机、水泵等设备的压缩机能耗占比较高。

理论上讲，只有在外界环境温度高于数据中心内部温度时才需要空调系统内的机械制冷。

如果环境温度较低，则无需制冷压缩机工作，室外的冷源可以通过直接或间接的方式引入室内，从而减少压缩机的使用时间，达到节约电能的目的。

这种直接或间接利用外界冷源对数据中心进行冷却，缩短压缩机运行时间的做法，业内称之为自然冷却方式。

应用自然冷却的精密空调产品解决方案主要有以下四种方式：直接自然冷却：当室外空气温度较低时，可以直接将室外低温空气送至室内，为室内降温。

当室外温度高，不足以带走室内热量时，则开启机械制冷。

间接自然冷却：室外侧冷源通过某种热换工质将机房热量转移到室外侧，可分为乙二醇干冷器式间接自然冷却、氟泵式间接自然冷却和风冷冷水机组间接自然冷却。

间接自然冷却的三种方式，对比如下：运行模式：氟泵式间接自然冷却系统只有压缩机运行和自然冷却运行两种模式，在5摄氏度以下才能实现自然冷却功能；乙二醇干冷器式和风冷冷水机组式系统除了这两种模式外，还具备混合模式，大大延长了自然冷却的运行时间，在20摄氏度以下就能实现自然冷却功能。

换热能力：氟泵式间接自然冷却系统换热效果较差，水泵和室内外风机能耗较大。

数据中心制冷技术的应用及发展摘要：本文简要回顾了数据中心制冷技术的发展历程，列举并分析了数据中心发展各个时期主流的制冷技术，例如：风冷直膨式系统、水冷系统、水侧自然冷却系统及风侧自然冷却系统等。

同时，分析了国内外数据中心制冷技术的应用差别及未来数据中心制冷技术的发展趋势。

关键词：数据中心；制冷；能效；机房；服务器Abstract This paper briefly reviews the development of data center cooling technology, enumerates and analyzes the cooling technologies in data center development period. The enumerated technologies includes direct expansionair-conditioning system, water side cooling system, water side free cooling system and air side free cooling system, etc. At the same time, the paper analyzes the difference of data center cooling technology application between the domestic and overseas as well as the tendency of data center cooling technology in the future. Key words data center; cooling; efficiency; computer room; server1前言随着云计算为核心的第四次信息技术革命的迅猛发展，信息资源已成为与能源和材料并列的人类三大要素之一。

常见数据中心冷却系统（二）引言概述：数据中心是现代信息技术的重要基础设施，为了保障数据中心设备的正常运行，冷却系统是不可或缺的。

本文将探讨常见的数据中心冷却系统，以便更好地了解和选择适合的冷却系统。

一、空调冷却系统1. 精密空调系统：采用高精度温度控制和湿度控制，保证数据中心的环境稳定性。

2. 风冷式空调系统：利用强制循环冷却的原理，通过风扇将热空气带出，保持数据中心的良好散热效果。

3. 水冷式空调系统：利用冷却水循环系统，通过水冷却设备将热量带走，确保数据中心的正常工作温度。

二、自然冷却系统1. 自然风冷却系统：利用室外空气的自然对流，通过设计合理的进气口和出气口，提供充足的新鲜空气和散热效果。

2. 冷水柜系统：通过提供冷却水来冷却设备，而冷却水则是通过地下水或蓄冷塔来提供的，既节能又环保。

三、间接蒸发冷却系统1. 蒸发式冷却系统：通过蒸发冷却原理，将冷却水喷洒在热交换器上，通过风扇将热空气带走，实现数据中心的降温。

2. 吸附式冷却系统：利用化学吸附材料吸附水分和热量，通过脱附过程将热量带走，达到冷却效果。

四、直接蒸发冷却系统1. 直接蒸发冷却系统：将冷却介质和空气直接接触，通过物质的蒸发吸热原理，将数据中心的热量带走。

2. 溴化锂吸收式制冷系统：利用溴化锂和水的吸收－脱吸附过程，实现对热能的吸收和释放，对数据中心进行冷却。

五、液体冷却系统1. 直接水冷系统：将冷却介质直接引入设备，通过水管将热量带走，有效降低设备的工作温度。

2. 直接液体冷却系统：利用低沸点液体来吸收设备的热量，通过循环将热量带走，确保数据中心的正常运行。

总结：选择适合的数据中心冷却系统对于数据中心的正常运行至关重要。

通过本文的讨论，我们了解到了常见的数据中心冷却系统，包括空调冷却系统、自然冷却系统、间接蒸发冷却系统、直接蒸发冷却系统和液体冷却系统。

根据具体需求和资源条件，可以选择适合的冷却系统来提高数据中心的运行效率和稳定性。

数据中心节能减排技术手册第一章数据中心节能减排概述 (2)1.1 数据中心能耗分析 (2)1.2 节能减排的重要性 (2)第二章数据中心设计优化 (3)2.1 高效机房设计 (3)2.2 能源管理系统集成 (3)2.3 绿色建筑标准应用 (4)第三章服务器与存储设备节能减排 (4)3.1 服务器选型与配置 (4)3.2 存储设备优化 (5)3.3 虚拟化技术应用 (5)第四章供配电系统节能减排 (6)4.1 高效电源设备 (6)4.2 电力系统优化 (6)4.3 电池备份系统 (6)第五章冷却系统节能减排 (7)5.1 冷却设备选型与配置 (7)5.1.1 冷却设备选型原则 (7)5.1.2 冷却设备配置 (7)5.2 冷却系统优化 (7)5.2.1 冷却系统设计优化 (7)5.2.2 冷却系统运行优化 (7)5.3 自然冷却技术应用 (8)5.3.1 自然冷却原理 (8)5.3.2 自然冷却应用案例 (8)5.3.3 自然冷却技术应用前景 (8)第六章数据中心网络节能减排 (8)6.1 网络设备选型与配置 (8)6.2 网络架构优化 (9)6.3 高效网络传输技术 (9)第七章数据中心运维管理 (10)7.1 能源监控与管理 (10)7.1.1 能源监控系统概述 (10)7.1.2 数据采集 (10)7.1.3 数据处理与分析 (10)7.1.4 能源管理策略 (10)7.2 设备维护与优化 (10)7.2.1 设备维护策略 (10)7.2.2 设备优化措施 (10)7.3 节能减排措施实施 (11)7.3.1 节能措施 (11)7.3.2 减排措施 (11)第八章数据中心照明与动力系统 (11)8.1 高效照明系统 (11)8.2 动力系统优化 (12)8.3 节能灯具应用 (12)第九章数据中心废弃物处理与回收 (12)9.1 电子废弃物回收 (12)9.1.1 电子废弃物的分类与特点 (12)9.1.2 电子废弃物的回收流程 (12)9.2 废水处理与回收 (13)9.2.1 废水的来源与特点 (13)9.2.2 废水处理技术 (13)9.2.3 废水回收利用 (13)9.3 废气处理与排放 (13)9.3.1 废气的来源与特点 (13)9.3.2 废气处理技术 (13)9.3.3 废气排放控制 (13)第十章数据中心节能减排发展趋势 (14)10.1 新技术展望 (14)10.2 政策与法规 (14)10.3 行业最佳实践案例 (14)第一章数据中心节能减排概述1.1 数据中心能耗分析数据中心作为支撑现代信息化社会的重要基础设施，其能耗问题日益受到关注。

大型数据中心节能冷却系统在当今数字化时代，数据中心已成为支撑社会经济运行的重要基础设施。

随着云计算、大数据、人工智能等技术的快速发展，数据中心的规模不断扩大，其能耗问题也日益凸显。

其中，冷却系统作为数据中心能耗的重要组成部分，如何实现节能高效运行成为了行业关注的焦点。

数据中心的运行会产生大量的热量，如果不能及时有效地将这些热量散发出去，将会导致设备温度过高，影响其性能和稳定性，甚至造成设备损坏。

因此，冷却系统对于数据中心的正常运行至关重要。

然而，传统的冷却方式往往存在能耗高、效率低等问题。

为了降低数据中心冷却系统的能耗，提高能源利用效率，一系列节能冷却技术应运而生。

其中，自然冷却技术是一种常见且有效的方法。

自然冷却利用外界环境的低温空气，通过合理的风道设计和热交换设备，将数据中心内部的热量带走，从而减少机械制冷设备的运行时间。

例如，在冬季或气温较低的地区，可以直接引入室外冷空气进行冷却，大大降低了制冷系统的能耗。

液冷技术也是一种具有潜力的节能冷却方式。

与传统的风冷技术相比，液冷技术具有更高的散热效率。

在液冷系统中，冷却液直接与发热元件接触，能够迅速将热量带走。

常见的液冷技术包括浸没式液冷和冷板式液冷。

浸没式液冷将服务器完全浸泡在冷却液中，实现高效散热；冷板式液冷则是通过在服务器的发热部件上安装冷板，冷却液在冷板内部流动来吸收热量。

此外，还有一些创新的冷却技术在不断发展和应用。

比如，热管冷却技术利用热管内工作介质的相变来传递热量，具有高效、紧凑的特点；蒸发冷却技术利用水的蒸发吸热原理，实现冷却效果。

在大型数据中心中，要实现节能冷却系统的优化运行，还需要综合考虑多种因素。

首先是数据中心的布局和设计。

合理的机房布局能够改善气流组织，减少冷热气流的混合，提高冷却效率。

例如，采用冷热通道隔离的方式，可以有效地将冷空气输送到设备的进风口，提高冷却效果。

冷却设备的选型和配置也至关重要。

不同的冷却设备在性能、能效比等方面存在差异，需要根据数据中心的实际需求进行选择。

论大型数据中心自然冷源利用技术研究与应用发布时间：2021-06-17T15:16:01.907Z 来源：《工程建设标准化》2021年4期作者：李洋1赵婷婷1张涛1满征一1董玉坤1[导读] 随着数据中心的建设发展，冷却能耗在数据中心的总能耗中占有很大比例李洋1赵婷婷1张涛1满征一1董玉坤1中建一局集团安装工程有限公司随着数据中心的建设发展，冷却能耗在数据中心的总能耗中占有很大比例，如何降低数据中心冷却耗能成了如今数据中心节能的主要课题。

自然冷却是目前国内外公认的数据中心节能重要措施之一，合理地利用自然冷却技术可以明显减少数据中心的全年能耗。

近十几年来，各种自然冷却技术应运而生，极大地推进了自然冷却技术在数据中心的应用和发展，但无论是相关产品的开发还是推广应用，在国内仍然处于起步阶段，节能效果与预期的结果相差甚远，更关键的是商业炒作不断地误导着设计师和用户，因此数据中心的自然冷却技术值得深入研究和思考。

自然冷却技术可分为空气侧冷却和水侧冷却，空气侧冷却又分为直接空气冷却和间接空气冷却，本项研究内容重点对直接空气冷却技术中的新风自然冷却技术进行了探讨。

1自然冷源利用技术原理考虑张北及内蒙古地区全年平均温度约在3.2℃，宜采用直接自然冷源利用技术及复合自然冷源技术原理是当室外空气温度低于室内温度通过相应的手段将室外冷源引入机房内，把机房内的热量带走，达到降低机房温度的目的。

阿里巴巴云计算数据中心张北庙滩数据中心及阿里巴巴内蒙古云计算数据中采用全新风自然冷却、混风自然冷却和全回风机械制冷模式切换的控制技术进行自然冷源资源利用。

通过应用机房内采用侧送风并封闭热通道的气流组织管理方式，机柜采用面对面/背对背布置方式，机柜中设备为前进风后出风冷却，在机柜正面区域形成冷通道，机柜背面形成热通道，吊顶与冷通道构成封闭空间，形成组织气流，热量通过热通道进入吊顶内，在吊顶上安装回风口，可以有效的减少热空气的回流，使数据中心上下温度趋于稳定状态，并引入新风系统进入机房内进行降温。

大型数据中心节能冷却系统在当今数字化时代，数据中心已经成为支撑社会运转的关键基础设施。

随着数据量的爆炸式增长和处理需求的不断提高，数据中心的规模也日益扩大，其能耗问题也愈发突出。

其中，冷却系统是数据中心能耗的重要组成部分，因此，研发和应用节能冷却系统对于降低数据中心运营成本、提高能源利用效率以及实现可持续发展具有至关重要的意义。

大型数据中心的冷却需求极为巨大。

服务器、存储设备和网络设备等在运行过程中会产生大量的热量，如果不能及时有效地散去这些热量，将导致设备性能下降、故障甚至损坏。

传统的冷却方式，如风冷和水冷，虽然在一定程度上能够满足冷却需求，但往往存在能耗高、效率低等问题。

为了解决这些问题，各种创新的节能冷却技术应运而生。

自然冷却技术是目前广泛应用的一种节能冷却方式。

它充分利用自然界的低温资源，如冷空气、冷水等，来降低数据中心的温度。

在气候适宜的地区，当室外温度低于室内温度一定程度时，通过引入室外冷空气直接为数据中心进行冷却，可以大大减少机械制冷设备的运行时间，从而降低能耗。

此外，还有利用地表水或地下水作为冷源的水冷自然冷却系统，通过热交换器将数据中心产生的热量传递给低温的水，实现冷却效果。

液冷技术也是一种具有很大潜力的节能冷却方案。

与传统的风冷相比，液冷具有更高的热传导效率。

常见的液冷方式包括直接液冷和间接液冷。

直接液冷是将冷却液直接与发热部件接触，如将服务器的芯片浸泡在冷却液中，从而迅速带走热量。

间接液冷则是通过热交换器将冷却液与发热部件隔开，相对来说安全性更高。

液冷技术不仅能够有效地降低数据中心的温度，还可以提高服务器的密度，从而节省空间和降低建设成本。

除了上述两种技术，还有一些其他的节能冷却方法。

例如，热回收技术可以将数据中心产生的余热回收利用，用于供暖、热水供应等，从而提高能源的综合利用率。

智能控制系统也是节能冷却的重要手段之一，通过实时监测数据中心的温度、湿度、负载等参数，智能地调整冷却设备的运行状态，实现精确制冷，避免过度冷却造成的能源浪费。

数据中心自然冷却技术数据中心是一个集中存储、管理和处理大量数据的设施。

由于数据中心内部设备的高密度运行和大量的能量消耗，导致其产生大量的热量。

为了保证数据中心的正常运行，需要对数据中心进行有效的冷却。

而传统的数据中心冷却方式往往需要耗费大量的能源，且运行成本高昂。

因此，研发和应用数据中心自然冷却技术成为了一个迫切的需求。

数据中心自然冷却技术是指利用自然环境中的冷却资源，如空气、水等，来降低数据中心的温度，以达到节能降耗的目的。

这种技术的核心思想是将数据中心与自然环境有效地结合起来，减少能源的消耗。

下面将介绍几种常见的数据中心自然冷却技术。

空气冷却是数据中心中常用的一种自然冷却技术。

利用自然空气来降低数据中心的温度，可以有效地降低能源消耗。

空气冷却技术的原理是通过自然对流或者强制对流来实现数据中心的冷却。

在自然对流方式下，利用建筑物本身的通风系统，通过合理的设计和布局，使得冷空气能够自然流动到数据中心，将热量带走。

而在强制对流方式下，通过安装风扇或者风冷却器等设备来增强空气流动，提高数据中心的冷却效果。

水冷却是另一种常见的数据中心自然冷却技术。

水冷却技术是通过将冷却水引入数据中心，通过水对设备进行冷却。

与传统的冷却方式相比，水冷却具有更高的冷却效率和更低的能源消耗。

在水冷却系统中，冷却水可以通过直接接触式冷却或者间接接触式冷却来实现。

直接接触式冷却是指冷却水直接接触到数据中心内的设备，通过吸收设备产生的热量来实现冷却。

而间接接触式冷却则是通过换热器将冷却水与设备之间进行热交换，达到冷却的效果。

地下冷却是一种较为新颖的数据中心自然冷却技术。

该技术利用地下的恒定低温来降低数据中心的温度。

地下冷却技术的原理是通过利用地下深层的低温环境，通过地下水或者地下管道将热量带走，实现数据中心的冷却。

地下冷却技术具有稳定性高、效果好、能源消耗低等优点，因此在一些特殊环境条件下得到了广泛的应用。

数据中心自然冷却技术还可以与其他新技术相结合，进一步提高冷却效果和能源利用率。

自然冷却技术在数据中心的应用探讨摘要：将当前中央空调节能技术的应用背景作为基础，来分析兰州地区数据中心机房的自然冷却技术的应用，直接引入新风式节能系统相比较隔离式新风热交换系统，再结合兰州的室外气象条件以及数据中心机房的空调负荷情况来看，采用室外新风的方式为机房降温是可以实施的，并且将会带来较好的经济以及社会效益。

关键词：发展现状；自然冷却；可行性1.数据中心节能技术的应用发展现状1.1数据中心能耗现状随着中国经济的快速发展，建设节能环保型社会成为发展进步的新方向，越来越多的企业也逐步承担起节能环保的社会责任。

节能环保是各行各业必须要达到的目标。

工业和信息化部门发布的我国工业节能在“十二五”阶段的四大约束性指标如下：单位工业增加值能耗、二氧化碳排放量和用水量分别要比“十一五”末降低18％、18％以上和30％，工业固体废物综合利用率要提高到72％左右。

所以企业想要节能减排或者降低运营成本的重中之重就是数据中心要怎么节能降耗。

当前，数据中心的规模不断扩大，其设备运行的耗电量已经成为不断增加的重要成本。

据调查，数据中心中空调、送风系统等机房环境调节设备的耗电量占总用电量的45%以上；IT设备耗电量第二，基本占据了数据中心的30%的用电总量；UPS供电设备耗电量是18%，是第三位。

而这三类数据中心的耗电大户，耗电总量加一起就占据了数据中心总电能的93%，而数据中心的IT设备仅消耗了总用电量的三成。

因此，应该把机房制冷或者送风作为机房节能减排的主要方面，而辅助部分则是IT设备、UPS供电系统节能。

1.2数据中心节能技术应用背景对于数据中心这类几乎全年都需要向外排热的特殊场所，全年运行空调能耗很大，目前国内存在以下几种节能手段：（1）变频技术；（2）机房空调机组自适应控制技术；（3）自然冷却技术；（4）合理设计及组织机房制冷的送回风系统、防止跑冒滴漏等节能措施。

采用正确、合理的综合解决方案可以有效的减少空调的运行时间，在节约空调用电的同时延长空调的使用寿命，提高能源的利用率。

数据中心采用冷却塔间接自然冷却技术的能耗分析数据中心是现代社会不可或缺的基础设施，它们为存储、管理和处理大规模数据提供了必要的资源和技术支持。

然而，数据中心的能耗一直是一个严重的问题，随着云计算、大数据和人工智能等技术的快速发展，数据中心的运行成本不断增加，对环境造成的影响也日益显著。

因此，采用节能技术成为数据中心运营商迫切需要解决的问题之一。

冷却系统是数据中心能耗的主要来源之一。

传统的数据中心冷却系统使用机械制冷技术，通过空调设备将热量排出，但这种方法不仅能耗高，而且排出的热空气对环境造成了污染。

为了解决这个问题，采用冷却塔间接自然冷却技术成为了一种有效的替代方案。

冷却塔间接自然冷却技术利用自然空气资源，通过冷却塔将数据中心产生的热量散出，从而实现冷却效果。

冷却塔与数据中心之间通过管道连接，将热气排出到冷却塔中，利用水和空气的对流效应将热量散发出去。

这种间接自然冷却技术相对于传统的机械制冷技术有以下几个优点：首先，冷却塔间接自然冷却技术能够减少能耗。

传统的机械制冷技术需要大量的电力来运行空调设备，而冷却塔间接自然冷却技术则利用自然空气进行冷却，不需要额外消耗能源。

根据统计数据，与传统的机械制冷技术相比，冷却塔间接自然冷却技术能够节省近30%的能耗。

其次，冷却塔间接自然冷却技术对环境友好。

传统的机械制冷技术排出的热空气会对周围环境造成污染，而冷却塔间接自然冷却技术则通过对流效应将热量散发到空气中，并利用水来降低温度，从而减少了对环境的污染和影响。

另外，冷却塔间接自然冷却技术能够提高数据中心的运行效率。

传统的机械制冷技术需要耗费大量的能源来维持室内的恒温，而冷却塔间接自然冷却技术则能够根据环境温度和湿度进行自动调节，使得数据中心的温度保持在适宜的范围内。

同时，冷却塔间接自然冷却技术还能够降低冷热运输过程中的能量损失，并提高冷却效果。

然而，冷却塔间接自然冷却技术也存在一些挑战和限制。

首先，它对环境的要求较高，需要在气温较低和湿度适中的地区才能发挥最佳效果。

自然冷源在数据中心空调系统中的运用分析摘要：空调系统对于数据中心的冷却有着不可取代的作用，为了能够满足数据中心设备稳定运行不间断散热要求，空调系统一直是节能研究的重点内容，并且已经取得了一定的效果。

自然冷源在数据中心空调系统中的应用，既可以保证散热要求，同时又能够达到更好的节能效果。

本文就自然冷源应用优势出发，基于不同自然冷源的利用方式特点，寻求更好的方式来将其功能性更完整的展现出来，为数据中心空调系统的可靠、高效、节能、运行提供支持。

关键词：自然冷源；数据中心；空调系统；节能在数字新基建快速发展的背景下，数据中心的建设量大大增加，空调节能问题逐渐成为重点研究的内容。

在新型数字交换设备不断发展更新的同时，单台设备单位面积的发热量明显增加，机房的高温将会对设备运行状态及寿命产生影响，制冷空调系统在其中起到的作用至关重要，实现整体温度的冷却。

面对数据中心空调系统能耗居高不下的问题，须进一步研究节能降耗的技术手段。

目前自然冷源应用，可以很好的达到这一效果，缓解传统压缩制冷方式的不足，减少空调能耗，降低PUE。

一、数据中心空调系统特点数据中心集中放置了大量的IT服务器以及基础配套设施，负责对海量数据的存储、运算和传输交换等，并且为用户提供网络服务，满足不同用户对信息处理的需求。

随着信息技术的飞速发展，数据中心的建设规模和容量在迅速扩大，随之形成与日俱增的能耗。

数据中心耗能大户主要包括IT主设备、电源系统以及空调系统等，且单IT设备和空调系统能耗便可以达到总量的90%。

为保证数据中心设备的稳定运行，就需要有可靠的技术方法进行冷却，将机房温度控制到一个合适的范围内[1]，数据中心冷通道温度控制在18~27℃。

因此，想要充分发挥出自然冷源的功能性，首先需要清楚数据中心空调系统的运行特点，包括以下几个方面：（1）长时间不间断运行。

数据中心设置并管理大量的IT设备，且需要长时间持续运行，存在着非常大的发热密度，为避免IT设备因为温度过高而出现运行异常，要求空调系统必须要全年不间断运行供冷。

数据中心冷水系统自然冷却节能分析作者：郑啸来源：《中国新通信》 2018年第22期近年来，数据中心的发展速度非常之快，其中空调系统节能更是起到了降低能耗、节约经济成本的作用，冷水系统的自然冷却节能更是具有十分重要的现实意义。

本文站在数据中心节能环保的角度，对冷水系统自然冷却节能进行了探讨。

一、自然冷却技术概述对于外界气温较低的情况，一般可以有效的借助低温环境进行制冷，在这种情况下基本不需要启动制冷机组，或者仅需要启动少部分智能机组，也就是自然冷却技术。

自然冷却包括两大类：第一种是水侧自然冷却，第二种是风侧自然冷却。

但是受到空气质量的限制，以及受到空间结构和建筑规模的影响，风侧自然冷却在某些情况下难以正常完成制冷，所以我国数据中心进行制冷主要采取水侧自然冷却技术。

二、水侧自然冷却技术原理空调系统一般会将水冷冷水机组和开式冷却塔作进行有机结合作为冷源，然后输入一定温度的冷水进行制冷，数据机房内应用的空调均为专用空调，在达到规定的湿球温度时，冷却塔可以使温度降低，冷却水和冷水进行换热，从而使回水温度不断下降，压缩机承担负荷并进入冷却模式。

因此，在外界气温较高时，压缩机可以减少工作或者停止工作。

三、冷水系统自然冷却技术节能分析3.1 相关技术参数1、干湿球温度与逼近度。

为了使系统实现自然冷却，一般可以在外界温度降低时与低温进行换热，从而使冷水回水温度不断下降，此时，冷水机组所承担负荷较小或完全不需要承担负荷。

就风冷冷水机组而言，制冷机在外界环境下所处的温度，就是干球温度。

湿球温度就是在水冷冷水机组和开式冷却塔作进行有机结合的情况下，制冷机在外界环境下所处的温度。

出水和湿球之间的温度差值被称为逼近度。

在外界气温较高时，冷却塔一般借助高温水蒸发在汽化过程中吸收热量进行制冷。

水与空气之间进行交换所得到的显热值比较低，出水和空气湿球之间的温度差值比较低，正常逼近度在4~5℃。

而在外界气温较低的情况下，水分子的动能会有所下降，同时分子扩系数也会出现下降，水蒸发无法吸收较大的热量。

自然冷却技术在机房空调中的应用现状随着信息技术的飞速发展，机房作为数据中心的核心组成部分，起到承载和运行企业的重要作用。

随着机房的规模不断扩大和设备的不断迭代更新，机房的能耗问题也越来越突出。

而机房的核心设备之一——空调系统，是能耗的主要来源之一。

如何有效降低机房空调的能耗，提高能效，成为了机房运维人员亟需解决的问题。

而自然冷却技术则成为了目前降低机房空调能耗的一种较为成熟的技术手段之一。

自然冷却技术是指利用自然环境中的自然资源，如风、水、地热等来冷却机房内部设备的一种技术手段。

由于自然冷却技术与传统空调系统相比，不需要额外的耗能设备，能源效率较高，因此在节能环保的背景下受到了越来越多人的关注与应用。

1. 风冷系统：利用自然风力进行热交换，将机房中产生的热量通过风冷系统排出去。

风冷系统通常包括风口、风机、风道等组成部分。

通过控制风口的开启程度、调节风机的转速等方式，可以实现机房内部温度的调控。

目前，自然冷却技术在机房空调中的应用已经逐渐得到推广和应用。

在一些大型机房中，自然冷却技术被广泛应用于空调系统。

北京某数据中心通过引入风冷系统，将机房内部的温度控制在合适的范围之内，并且取得了良好的节能效果。

在一些新建机房中，自然冷却技术也被纳入到了设计之中。

上海某云计算公司新建的机房采用了地热系统，将机房内部的热量转移到地下的岩土层中，取得了很好的节能效果。

自然冷却技术在机房空调中的应用现状较为成熟。

随着能源的日益紧缺和环境保护的要求，相信自然冷却技术在机房空调中的应用将会越来越广泛。

随着技术的不断进步和优化，相信自然冷却技术将会在机房空调中发挥更大的作用，为机房运维人员提供更多的节能解决方案。

自然冷却技术在国内数据中心的应用及节能分析自然冷却技术在国内数据中心的应用越来越普遍，主要是为了降低能耗和提高能源效率。

以下是对自然冷却技术在国内数据中心应用及节能分析的一些探讨：1. 外部空气利用：自然冷却技术利用外部空气来进行数据中心的散热。

通过设计和构建数据中心，使其能够充分利用周围环境中的低温空气，将热量排放至外部，减少机械冷却系统的能耗。

2. 风冷系统：风冷系统是自然冷却技术的一种常见应用。

它利用冷风通过数据中心设备，将设备产生的热量带走，并排出到室外。

这种技术可以代替传统的机械制冷系统，大大降低能源消耗。

3. 水冷系统：水冷系统是另一种自然冷却技术，通过水冷却设备，将设备产生的热量传递给水，并通过冷却塔或其他方式散热。

相比传统的机械制冷系统，水冷系统的能耗通常更低。

4. 温度调节与控制：利用自然冷却技术可以更加灵活地调节数据中心的温度。

可以根据环境温度和数据中心负载情况进行智能化的温度调节和控制，避免不必要的冷却，进一步提高能效。

5. 能耗分析与优化：实施自然冷却技术后，需要对数据中心的能耗进行分析和优化。

通过监测和收集能耗数据，识别存在的问题和潜在的节能机会，并采取相应的措施进一步优化能源利用效率。

6. 多种冷却技术的组合：自然冷却技术可以与其他冷却技术相结合使用，以实现更高效的能耗节约。

例如，可以结合空气冷却和水冷却技术，根据需求和环境条件选择最佳的冷却方式。

需要注意的是，自然冷却技术在实际应用中可能会受到地理条件、气候变化和数据中心运行要求的影响。

因此，在应用自然冷却技术时，需要根据具体情况进行合理设计和调整，以确保数据中心的稳定性和可靠性。

此外，对于国内数据中心的节能分析，可以结合具体的数据中心案例和能源消耗数据，进行能耗分析和对比，评估自然冷却技术在节能方面的实际效果。

同时，还应该考虑到投资成本、运维成本和可持续性等因素，进行全面的节能经济性分析。