自然冷却技术在数据中心的应用分析

数据中心绿色节能技术应用与实施方案第一章引言 (2)1.1 数据中心绿色节能的背景与意义 (2)1.1.1 背景 (2)1.1.2 意义 (2)1.2 数据中心能耗现状分析 (2)1.3 绿色节能技术的应用与发展趋势 (3)1.3.1 应用 (3)1.3.2 发展趋势 (3)第二章数据中心设计阶段的绿色节能技术应用 (3)2.1 绿色建筑设计与评价 (3)2.2 高效能源利用设计 (4)2.3 节能型设备选型 (4)第三章数据中心运营阶段的绿色节能技术应用 (4)3.1 能源管理系统 (5)3.2 节能运行策略 (5)3.3 维护与优化 (5)第四章服务器与存储系统的绿色节能技术 (6)4.1 服务器节能技术 (6)4.2 存储系统节能技术 (6)4.3 虚拟化技术 (7)第五章数据中心冷却系统的绿色节能技术 (7)5.1 高效冷却技术 (7)5.2 自然冷却技术 (7)5.3 冷却系统优化 (8)第六章数据中心供配电系统的绿色节能技术 (8)6.1 高效变压器与UPS (8)6.2 电力管理系统 (9)6.3 供配电系统优化 (9)第七章数据中心照明与动力设备的绿色节能技术 (9)7.1 节能灯具 (9)7.2 高效动力设备 (10)7.3 照明与动力系统优化 (10)第八章数据中心绿色能源的应用 (11)8.1 太阳能光伏发电 (11)8.2 风能发电 (11)8.3 其他可再生能源利用 (12)第九章数据中心绿色节能技术的实施方案 (12)9.1 技术路线选择 (12)9.2 实施步骤与方法 (12)9.3 成本与效益分析 (13)第十章数据中心绿色节能技术的未来发展 (13)10.1 技术创新方向 (13)10.2 政策与市场趋势 (14)10.3 行业应用前景 (14)第一章引言信息技术的飞速发展，数据中心作为支撑现代服务业和信息社会的重要基础设施，其能耗问题日益引起广泛关注。

绿色节能技术在数据中心的应用，不仅有助于降低运营成本，还能减少对环境的影响，实现可持续发展。

数据中心空调系统节能技术白皮书目录1. 自然冷却节能应用31.1 概述31。

2 直接自然冷却31。

2。

1简易新风自然冷却系统31。

2。

2新风直接自然冷却51。

2。

3 中国一些城市可用于直接自然冷却的气候数据: 8 1.3 间接自然冷却81.3.1间接自然冷却型机房精密空调解决方案81。

3。

2风冷冷水机组间接自然冷却解决方案121。

3.3水冷冷水机组间接自然冷却解决方案151。

3.4 中国一些城市可用于间接自然冷却的气候数据：16 2。

机房空调节能设计172。

1 动态部件172.1。

1 压缩机172.1。

2 风机182.1.3 节流部件192.1.4 加湿器192.2 结构设计212.2.1 冷冻水下送风机组超大面积盘管设计212.2。

2 DX型下送风机组高效后背板设计222。

3 控制节能222。

3.1 主备智能管理222.3。

2 EC风机转速控制232。

3。

3 压差控制管理232.3.4 冷水机组节能控制管理261。

自然冷却节能应用1.1概述随着数据中心规模的不断扩大，服务器热密度的不断增大，数据中心的能耗在能源消耗中所占的比例不断增加。

制冷系统在数据中心的能耗高达40%，而制冷系统中压缩机能耗的比例高达50%。

因此将自然冷却技术引入到数据中心应用，可大幅降低制冷能耗。

自然冷却技术根据应用冷源的方式有可以分为直接自然冷却和间接自然冷却。

直接自然冷却又称为新风自然冷却，直接利用室外低温冷风,作为冷源，引入室内，为数据中心提供免费的冷量;间接自然冷却，利用水（乙二醇水溶液）为媒介，用水泵作为动力,利用水的循环，将数据中心的热量带出到室外侧。

自然冷却技术科根据数据中心规模、所在地理位置、气候条件、周围环境、建筑结构等选择自然冷却方式。

1。

2直接自然冷却直接自然冷却系统根据风箱的结构，一般可分为简易新风自然冷却新风系统和新风自然冷却系统.1.2.1简易新风自然冷却系统1.2。

1。

1简易新风自然冷却系统原理简易新风直接自然冷却系统主要由普通下送风室内机组和新风自然冷却节能风帽模块组成。

Telecom Power Technology节能减排新环境下的数据中心冷却节能技术徐嘉，林武隽，刘永彬（中国电信股份有限公司北京分公司，北京随着数据中心的容量和数量不断攀升，其绿色节能的迫切性日益凸显。

用于全年不间断供冷的能耗约占本文将从制冷系统控制策略、自然冷却技术和气流组织与液冷技术三个角度，对近年来发展较快的冷却节能技术进行梳理，以期为今后数据中心的新建设计和节能改造提供技术参考。

数据中心节能；控制策略；自然冷却；气流组织；液冷Energy Saving Technology for Data Center Cooling Under New Environment，LIN Wu-jun，LIU Yong-BinChina Telecom Corporation Limited Beijing BranchWith the increasing capacity and number of data centersbecome increasingly prominent. The energy consumption for the year-round uninterrupted cooling supply accounts % of the total energy consumption，so there is great potential for energy-saving optimization. In this the cooling energy-saving technologies which have developed rapidly in recent years are summarized from 2020年9月第37卷增刊1Telecom Power TechnologyＳｅｐ．　２０２０，Ｖｏｌ．　３７　Ｎｏ．　Ｓ１　徐 嘉，等：新环境下的数据中心冷却节能技术主要用电设备，冷水主机的COP随负荷率的增加呈上凸型抛物线的趋势变化。

120000 100000
耗电量：kWh
全年不同环温下COP对比
全年节能对比
COP最高提升37倍
80000
常规风冷机组 自然冷却机组
60000 40000 20000 0
常规风冷机组
节能38%
自然冷却机组
-25 -20 -15 -1冷水机组，在室外低环境温度时，COP最高 可提高37倍，年节能率达到38%！
夏季
35ºC



过渡季节
15ºC
AIR
室外环境温度太高不能使用自然冷却 自然冷却水泵不运行 自然冷却盘管不工作 压缩机和风机开启 (压缩机输出100%能力)

室外环境温度低于冷冻水一定时，开自然冷却 自然冷却水泵运行 冷冻水回水经过自然冷却盘管预冷 压缩机和风机开启 (压缩机输出部分能力)
6℃
15 17 25 35 45 环境温度，℃
节能运行区域
从上图可看出，MQ机组可更早进入100%Free Cooling节能运行，并且运行效率更高。
注：以上图表是以1250kW机型，制冷进/出水：18/12 ℃为例，不同机型节能性可能会有差异。
能量按需输出，控制精确
●出水温度稳定 ●机组输出能力与用户系统需求的负荷完全匹配，能量“按需输出” ●部分负荷时机组仍然保持高效运行 ●精确的能量和水温调节育充分满足用户需求
Free cooling解决方案(SG系列)
自然冷却风冷空调机组: 内置的Free Cooling空气—水换热盘管
风冷冷凝器 自然冷却盘管
预冷却阶段
回水在进入蒸发器前先 经过室外自然冷却盘管 进行冷却
膨胀阀
压缩机
蒸发器
三通阀 机组出水

本文分析了冷却塔供冷的关键因素，如热工曲线、湿球温度、工况切换点等，得出以下结论，为数据中心节能设计提供参考依据。

·冷却塔供冷按冬季工况选取，夏季校核，结合夏季工况灵活配置；·冬季供冷以小于冷却塔的额定流量来获取较低出水温度，延长冷却塔供冷时间；·冷却水泵应设变频，适应管网特性曲线变化等设计方法。

01冷却塔供冷冷却塔供冷分直接供冷与间接供冷两种，由于直接供冷需室外冷却水直接进入空调末端，水质不佳时极易引起末端堵塞，而影响系统运行，工程中大多数采用间接供冷系统（开式冷却塔+板式换热器），即与冷水机组并联或串联一台板式换热器。

冷水机组与板式换热器并联，湿球温度达到一定值时，由板式换热器提供全部冷量，关闭冷水机组，使冷却水和冷冻水分别进入板式换热器，冷却塔做为冷源，达到完全自然冷却，但并联形式不能采用部分自然冷却；冷水机组与板式换热器串联，冷水串联经过板式换热器与冷水机组，过渡季节用冷却塔出水先预冷冷水回水，再进入冷水机组制冷，减小主机能耗，得到可观的部分自然冷却时间，仅额外增加水在板式换热器内的输送能耗。

为充分利用部分自然冷却，北方地区数据中心往往选择冷水机组与板式换热器串联这种组合形式，见图1，本文讨论也是基于这个系统。

图1冷却塔供冷系统原理图02 负荷侧系统设计2.1冷负荷数据中心主要由服务器、UPS等散热转化而成的显热负荷，几乎没有潜热负荷，冬夏季冷负荷相差不大，冷却水流量大致在80%~100%内变化；末端干工况运行，冷负荷按显热负荷考虑。

2.2冷水供水温度数据中心考虑采用温湿度独立控制方案，由高温冷水处理显热负荷，新风进行独立的加湿或除湿。

冷水供水温度取值，直接受机柜进风温度取值的影响。

ASHARE推荐的机柜进风温度宜取20~25℃，允许范围是18~27℃。

考虑到空气-水换热器空气侧阻力降的影响，送风温度与冷水供水温差取8℃，可有多种供水温度与送风温度组合，常用的有送风温度20 ℃，冷水供回水温度为12/18℃；送风温度23℃，冷水供回水温度为15/21℃。

数据中心节能措施介绍数据中心是现代社会不可或缺的基础设施，但其能源消耗却成为全球环境问题的一个重要因素。

为了减少能源消耗并提高节能效果，在数据中心中采取节能措施是非常必要的。

本文将探讨一些有效的数据中心节能措施，并提供一些建议。

II. 节能措施1. 优化数据中心设计•采用低功耗服务器：选择功耗低的服务器可以降低能源消耗。

新一代服务器具备更高效的处理能力和更低的功耗，例如ARM架构的服务器在提供高性能的同时功耗较低。

•优化空间布局：合理规划数据中心的空间布局可以提高空气流动和散热效果，减少冷气的浪费。

•改善散热系统：采用高效的散热系统可以有效降低数据中心的温度，进而减少空调的使用，节省能源。

2. 管理和监控能源消耗•使用能源管理系统：通过安装能源管理系统，可以实时监测数据中心的能源消耗情况，并根据监测结果进行优化调整，从而降低能源浪费。

•定期检查设备：定期检查设备的工作状态，发现问题并及时修复，以确保设备的高效运行。

•使用电能分析工具：使用电能分析工具可以帮助监测数据中心的各个终端的耗电量，并根据耗电量情况做出相应的优化调整。

3. 降低冷却需求•利用自然冷却：在适当的气候条件下，可以利用自然冷却替代空调，降低能源消耗。

•使用冷行道技术：通过在机架之间安装冷行道，将冷气引导到需要冷却的部分，可以提高冷却效果，减少能源浪费。

III. 节能效果评估1. 总体节能效果评估•数据中心能源消耗的数据收集和分析：通过对数据中心能源消耗数据的收集和分析，可以评估节能措施的效果，找出存在的问题并进行改进。

•构建绩效指标体系：建立绩效指标体系可以更好地评估和分析数据中心的节能效果，从而指导后续的节能工作。

2. 数据中心节能效果的监测和报告•建立监测系统：建立数据中心节能效果的监测系统，实时监测数据中心的能源消耗和节能效果。

•定期报告：定期向相关部门或决策者报告数据中心的节能效果，以便及时了解和评估工作进展。

IV. 结论数据中心节能是当前和未来数据中心建设和运维中至关重要的一环。

数据机房工程水蓄冷技术应用摘要：近年来，随着科学技术的发展，尤其是近年来网络的发展，人们对信息的需求量逐渐增大，对网络的依赖程度日渐提高，在这种情况下，互联网行业为了保证网络的畅通，必须要利用数据机房进行工作。

但是，在数据机房发展的同时，却出现了一些问题，例如运行中的热量问题，这需要相关的人员利用一些制冷技术进行处理。

本文就数据机房工程水蓄冷技术应用进行探讨，首先简要的介绍了水蓄冷技术的情况，其次，具体阐述了它在数据机房工程中的应用，以供参考。

关键词：数据机房工程；水蓄冷技术；应用近年来，随着人们对数据需求的增大，大型数据机房获得了发展契机，而数据机房要想获得长远的发展，必须要利用专业的技术人员对这些数据机房项目进行管理，在进行设计时，要注意数据机房的水蓄冷技术的应用。

通过应用水蓄冷技术来解决数据机房中存在的问题，并实现数据机房的高效、节能发展。

一、水蓄冷技术概念介绍和应用优势1.1水蓄冷技术的概念介绍水蓄冷空调系统是在夜间电力低谷时段开启制冷系统，将电力以冷量的形式储存在蓄冷设备内，而在白天电力高峰时段再将所储存的冷量释放到空调系统中去的技术。

蓄冷空调技术，对业主来说，并不一定节电，但能节省运行费用。

而且，它能平衡电网负荷，移峰填谷，保障电网安全，提高电能利用效率。

因此，国家把它作为一种节能环保的技术大力推广。

而水冷Free－Cooling（自然冷却）节能技术是目前大型数据机房常用的节能技术。

它是在室外温度较低时，冷却塔可提供较低温度的冷却水，此时关闭冷水机组，而使用板式换热器换热提供所需冷冻水，供精密空调使用。

这期间称为完全Free－Cooling阶段；在过渡季节，用较低温度的冷却水先进板式换热器，与冷冻水回水换热，先降低冷冻水温度１～２℃，再进冷水机组，将冷冻水降低到设计供水温度，此时冷水机组处于部分负荷运行，运行能耗较低。

这期间称为部分Free－Cooling阶段。

1.2数据机房工程的环境和空调系统的特点数据机房工程通常包括机房区和辅助区。

数据中心空调系统节能技术分析摘要：降低暖通空调运行能耗对降低数据中心能源需求的作用明显。

针对数据中心空调系统能耗比例过高的现状,分析空调系统的特点和高能耗的原因,并对建筑布局与围护结构优化、自然冷却技术、冷热通道封闭、高效冷源和提高冷冻水温度等5种常用的暖通空调节能技术进行分析,从而为数据中心空调系统的综合节能建设与改造提供参考和依据。

关键词：数据中心;暖通空调;高能耗;建筑布局;围护结构优化;自然冷却技术;前言：近年来,随着各个行业信息化发展的不断深入和信息量的爆炸式增长,数据中心建设呈现快速增长趋势,运营商、互联网企业、金融、政府、制造业等各个行业都在规划、建设和改造各自的数据中心。

数据中心建设在负荷密度和可靠性方面面临着极高的要求,研究表明,一般商业建筑能耗为50~110W/㎡,而数据中心的能耗为120~940W/㎡。

并且,数据机房的建设涉及金融、通讯、政府等行业均对数据机房运行时的可靠性、安全性要很高的要求,其中包括环境的温湿度、洁净度的稳定性。

所以,制冷系统设计与选择在数据中心建设中十分重要。

通常,空调系统自身能耗占数据中心总能耗约1/3,是降低能源消耗的关键,具有很大的节能潜力。

因此,研究和优选合理的空调系统节能技术可有效降低数据中心的整体能耗。

1.数据中心空调系统特点分析1.1供冷时间长,送风参数相对稳定。

数据机房负荷主要来自IT设备发热量,IT设备需要全年运行,即使在冬季室外温度较低时,机房模块内仍有制冷需求,要求空调设备长时间供冷。

数据中心围护结构散热量、人员等负荷相对较小,设备全年冷负荷变化不大,因此数据中心空调送风参数比较稳定。

1.2显热大,潜热小。

大部分数据机房为无人值守,室内无散湿源,且新风比例低。

空调设备主要作用为控制室内显热,除湿负荷小,热湿比趋于+∞。

为满足机房室内温湿度要求,空调系统具有送风温差小、送风量大的特点。

2.数据中心空调系统节能技术2.1自然冷却技术数据中心通常都需要常年不间断供冷,常规的制冷系统,室外温度即使是低于或远低于其循环冷冻水温的情况下冷水机组也需要照常运行。

IDC数据中心空调制冷1.引言随着互联网和大数据技术的飞速发展，数据中心作为信息处理和存储的核心设施，其规模和数量日益扩大。

数据中心运行过程中，服务器等设备的能耗巨大，其中空调制冷系统是保证数据中心稳定运行的关键。

因此，对IDC数据中心空调制冷技术的研究具有重要的现实意义。

2.IDC数据中心空调制冷需求2.1温湿度控制数据中心内部设备对温湿度要求严格，过高或过低的温湿度都会影响设备的正常运行。

空调制冷系统需确保数据中心内部温度控制在一定范围内，同时湿度也要满足设备运行需求。

2.2高效节能数据中心能耗巨大，空调制冷系统作为能耗大户，其能效比直接关系到数据中心的整体能耗。

因此，提高空调制冷系统的能效比，降低能耗，是IDC数据中心空调制冷技术的关键需求。

2.3可靠性与安全性数据中心作为关键信息基础设施，其运行稳定性至关重要。

空调制冷系统需具备高可靠性和安全性，以确保数据中心稳定运行，避免因制冷系统故障导致的数据丢失或业务中断。

3.IDC数据中心空调制冷技术3.1直接膨胀式制冷技术直接膨胀式制冷技术是利用制冷剂在蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀等部件组成的封闭循环系统中，通过相变实现热量传递的一种制冷方式。

该技术具有结构简单、能效比高、可靠性好等特点，广泛应用于IDC数据中心空调制冷。

3.2水冷式制冷技术水冷式制冷技术是利用水作为冷却介质，通过冷却塔、水泵、冷却盘管等设备将热量传递到外部环境中。

该技术具有制冷效果好、能效比高、适用范围广等优点，但占地面积较大，对水源有一定依赖。

3.3风冷式制冷技术风冷式制冷技术是利用空气作为冷却介质，通过风机、散热器等设备将热量传递到外部环境中。

该技术具有结构简单、安装方便、适用范围广等优点，但能效比较低，适用于小型或中小型数据中心。

3.4冷冻水式制冷技术冷冻水式制冷技术是利用冷冻水作为冷却介质，通过冷水机组、冷却塔、水泵等设备将热量传递到外部环境中。

该技术具有制冷效果好、能效比高、适用范围广等优点，但系统复杂，初投资较高。

数据中心节能技术分析摘要：随着“新基建”的加速建设，数据中心产业蓬勃发展。

针对数据中心这种能耗大户，国家部门逐步出台了各类有关于加强绿色数据中心建设的指导意见。

本文侧重探讨当前数据中心先进的节能技术，从服务器、空调制冷、变配电系统等方面给出绿色数据中心规划建设的技术路线。

可协助数据中心整体规划，为设计单位早期布局提供参考，尽量减少后期再改造带来的额外成本。

关键词：数据中心；PUE；节能；冷却；供配电1.引言数据中心的能源消耗主要发生在服务器散热与电能传输两个环节。

在散热环节，一方面需提高服务器等主设备的用电效率，在保证同等处理能力的前提下降低设备功耗；此外也同时需要提高制冷效率，进而降低相关辅助制冷系统的电能消耗。

在前后的电能传输环节，可以优化设计供配电系统，辅以新型节能变配电系统等。

人工智能的加持可使数据中心更为智能和高效。

通过人工智能实现智能化运维、动态控制和管理，可提供更优的运行策略以降低能耗，也成为节能技术发展方向之一。

1.提高服务器设备用电效率数据中心所消耗的能量中有50%-70%左右被服务器设备所消耗，而服务器设备消耗的能量中有70-90%用于服务器，因此数据中心要节能，服务器要先行。

在服务器的选择上，整机柜服务器逐渐呈现出明显优势，相较于传统方案，其节能、高密度、快速部署、简化工程设计等特点明显。

1.1 整机柜服务器技术整机柜服务器是对分离的服务器和机架进行融合，最初是一种交付方式，后来演进为一类产品，目前市场上较为主流的两种产品有Open Rack和天蝎2.x，天蝎整机柜集中了散热（风扇）和管理（RMC），供电铜排（busbar）的位置有所不同，因此二者节点形态上也有所差异。

OpenRack整机柜可实现扩展空间、集中供电、前端维护，后端用于供电和散热，提升了空间利用率和电源使用效率，其目前被广泛用于超大型互联网服务提供商采用，如Facebook、谷歌和微软等，在规模计算领域帮助降低TCO、提升能效。

数据中心（IDC机房）空调冷却系统分类及散热特点合理、有效、最大化利用室外天然自然冷源，降低空调系统的能耗、提高空调系统全年运行效率是空调系统设计建设的基本原则。

在满足服务器设备正常安全运行需要的空气温度、湿度、洁净度的条件下，空调系统的冷却热交换环节少、各环节换热效率高、换热距离短，快速地把服务器散热带出机房，是数据中心选择空调冷却系统形式、提高冷却效率的关键，也是今后数据中心冷却系统发展的方向。

1、数据中心机房的散热特点数据中心机房内服务器设备散热属于稳态热源，服务器全年不间断运行，这就需要有一套全年不间断运行的空调冷却系统，把服务器散热量排至室外大气或其他自然冷源中。

为保证服务器的冷却需要，即使在冬季也需要提供相应的冷却系统运行。

随着IT 技术的不断发展，机柜的功率密度不断提高。

几年前，服务器机柜功率大多在1~2kW/机架，现在绝大多数数据中心的服务器功率达到了5~6kW , 最高的功率已高达35kW/机架，随着未来服务器技术进步，其功率密度还将进一步提高。

因此，数据中心需要根据数据中心功率密度的不同，同时考虑到建筑规模、负荷特点、当地气候条件、能源状况、节能环保要求等因素，综合比较后确定合理的空调冷却系统。

2、数据中心冷却系统组成数据中心空调冷却系统由空调末端设备、输配系统、冷源部分以及控制系统等几部分组成。

3、数据中心冷却系统冷源冷源分为自然冷源和人工冷源两大类，任何冷却系统在设计建设运行中，条件许可时应首选自然冷源，自然冷源不满足冷却需要时，才采用人工冷源。

在现有的冷却系统中，除了芯片级冷却方式采用纯自然冷源外，其他冷却系统一般采用相结合的方式，自然冷源和人工冷源在系统中相互融合配合使用。

4、数据中心冷却系统冷量输配空调系统冷量输配系统是冷源和末端之间能量交换的一个桥梁和渠道，通过流体（物质）的转运与分配，把冷源设备产生的冷量输送到空调末端，通过末端的热交换带走机房的IT 设备产生的热量。

从 热 量 来 源 来 看 ， 主 要 是 设 备 发 热 量 和 室 外 传热 量 。 要减 少 室 外 传递 的热 量 可 以从 提 高 数 据 中 心 环 境 设 定 温 度 、 提 高 建 筑 结 构 隔热 能 力 、加 强机 房 密封 性 能 、减 少 太 阳辐 射 热量等 方面进 行 。 在 数 据 中心 热 负 荷 确 定 后 ，要 降 低 空 调 系 统 能 耗 ， 就 需 要 从 空 调 应 用 方 案 和 空 调 制 冷 方 式 人手 。 空调 应 用 方 案 的节 能 措 施 主要
【 关键词 】数据 中心 自然冷 却 空调 Ｐ ＵＥ 节 能
１ 必须 关注数据 中心 空调系统能耗
随 着 技 术 的 发 展 ，人 们 之 间 的 信 息 交 流 也 逐 渐 丰 富 ，社 会 对信 息 的需 求 和交 流 在迅 速 的 增 加 ，社 交 、微 博 、 云 计 算 也 迅 速 成 为
脚
调 的任 何 大 ／和 种 类 的机 房 中使 用 ，应 用面 Ｊ 、 极 广 ，较 好 的 利 用 原 有 风 冷 机 房 空 调 的 设 备 ， 共 用 了 风 机 、 散 热 器 等 部 件 ， 既 可 在 新 建 机 房 中使 用 ，也 可 为 老 机 房 进 行 改 造 ，其 节 能
Ｉ ｒｙ 本 关 Ｏ ｅ 期 注 ｕＥ ｓ
如 何选择数据 中心空调 自然冷却 方案
文 ｌ 艾默 生 网络 能源 有 限公 司 王前 方 张 海 涛 【 摘 要 】与信息技术 同样 日新月异的还有信息数据 ，大量的信息数据要存储 和处理 ，这推动 了数据 中
心 的 建 设 ，而 数 据 中心 的 能 耗 非 常 巨大 ，降 低 数 据 中心 能耗 非 常 重 要 ， 占数 据 中心 能 耗 ３ ％～ ０ 的 ０ ４％

数据中心冷冻水制冷系统的节能分析摘要：在数据中心节能降碳节水的大背景下，梳理了数据中心传统冷冻水系统的原理，冷水供、回水温度从15/21℃调整为18/24℃时，提升了冷水机组性能系数、延长了冷水系统自然冷却的时间，对降低制冷系统的PUE值有明显效果。

最后简要介绍了液冷和氟泵技术，未来有望代替冷冻水系统，实现更低的PUE值。

关键词：数据中心冷冻水系统 PUE 液冷氟泵0概述数据中心是典型的耗能大户，随着“双碳”战略目标的推进，各地纷纷加强了对数据中心能耗的监管，表现在PUE（Power Usage Effectiveness,电能利用效率）数值上，对PUE值的要求越来越低。

数据中心冷却系统运行带来的非生产能耗占数据中心总能耗的40%，降低这部分能耗是提高数据中心能效的重要研究方向。

数据中心内服务器耗电产生大量的热，在水冷系统架构中，散热终端冷却塔利用水蒸发吸热将冷却水中储存的热量释放到大气中。

笔者通过对数据中心冷冻水系统架构的总结梳理，分析了潜在的提高制冷系统能效，降低系统PUE[2]的措施。

1冷冻水系统架构原理如图1所示，数据中心冷冻水系统架构原理图，末端精密空调冷水盘管和机房内回风换热，通过水流将热量带到冷水机组，经制冷压缩后散热到冷却水中，最后在冷却塔蒸发散热到大气环境中。

为了充分利用自然冷源，常用板式换热器串联冷水机组的架构，根据室外湿球温度的变化，制冷系统可运行在免费冷、预冷及机械制冷模式。

图1冷冻水系统原理图笔者从事的项目多采用中温冷冻水温度15/21℃，冷却水温度33/38℃。

以华北项目为例，冬季冷塔选型湿球温度为8℃，冷塔出水温度13.5℃，考虑板换换热温差1.5℃，可满足二次侧冷水温度15/21℃的要求。

湿球温度为14℃时，冷却水出水温度约19℃，考虑板换的换热温差，二次侧冷水的出水温度约21℃，将不能对冷冻水回水进行预冷却。

因此当湿球温度低于8℃时，制冷系统运行在免费冷模式，冷却水系统通过板式换热器制取满足要求的二次侧冷冻水。

绿色计算节能技术在数据中心中的应用随着信息技术的迅猛发展，数据中心作为信息存储和处理的核心，其能耗问题日益凸显。

数据中心的能耗不仅影响运营成本，还对环境造成了显著的负担。

因此，绿色计算节能技术的应用显得尤为重要。

这些技术不仅能够降低能耗，还能提高资源利用效率，推动可持续发展。

数据中心的能耗主要来源于服务器、存储设备和网络设备等硬件的运行。

为了应对这一挑战，许多企业开始采用绿色计算技术。

这些技术包括虚拟化、能源管理、冷却系统优化等，旨在减少能耗并提高整体效率。

虚拟化技术是绿色计算的重要组成部分。

通过将多个虚拟机运行在同一物理服务器上，企业可以显著减少所需的硬件数量。

这不仅降低了能耗，还减少了设备的维护成本。

虚拟化还可以提高资源的利用率，使得计算资源能够根据需求动态分配，从而避免资源的浪费。

能源管理系统的引入也是绿色计算的重要措施。

通过实时监测和分析数据中心的能耗，企业可以识别出能耗高的设备和区域，从而采取相应的优化措施。

这种系统能够提供详细的能耗报告，帮助管理人员做出更明智的决策，优化设备的使用和配置。

冷却系统的优化同样是节能的重要环节。

数据中心通常需要大量的冷却来保持设备的正常运行。

传统的冷却方式往往效率低下，导致能耗增加。

通过采用先进的冷却技术，如液冷、空气流动优化等，企业可以显著降低冷却所需的能耗。

利用环境温度进行自然冷却也是一种有效的节能策略。

在硬件选择上，企业也应考虑能效比。

选择高能效的服务器和存储设备，可以在保证性能的降低能耗。

许多厂商已经开始推出符合能源之星等能效标准的产品，这些产品在设计时就考虑到了能耗问题，能够为企业节省大量的电费。

数据中心的设计和布局也对能耗有着直接影响。

合理的机房设计可以提高设备的散热效率，减少冷却需求。

例如，采用热通道和冷通道的布局，可以有效地控制空气流动，降低冷却系统的负担。

优化机柜的排列和设备的放置，也能提高空间的利用率，减少能耗。

在可再生能源的使用方面，越来越多的数据中心开始探索太阳能、风能等可再生能源的应用。