十大节能数据中心设计指南
数据中心是节能设计计量的首要目标:典型数据中心耗电量比标准办公空间多25至50倍数据中心任务关键性质历来将其他问题-主要是可靠性和高电密度-排在所有者和设计者心目中的能源效率前列数据中心通常设计周期短,几乎没有时间充分评估高效设计机会或考虑成本与生命周期成本问题可能导致设计简单升级标准办公空间方法或重用标准低效策略和规范而不考虑能源性能
文章讨论十大技术领域无效设计实践的替代方法并不存在单一正确设计数据中心方法,但下列指南可提供设计建议,为各种数据中心设计提供效率收益
空气管理
现代数据中心设备机架可产生高密度热负载实现准确控制空转室收集清除设备废热对各大小设施能源效率和设备可靠性有重大影响
最优数据中心空气管理最小化或消除向设备提供冷空气和热空气拒绝混合正确设计空气管理系统可降低运营成本并优先成本设备投资,提高数据中心密度/sf容量并减少热处理中断或故障
几大密钥设计题有:供应和回报定位设备空气进取加热端口配置大规模流空气模式
机场生态化器
数据中心全天24小时运行 大型常态冷却负载空端经济化器是在温和冬季条件和大多数夜晚冷却数据中心最低成本选择
简单使用标准办公系统Economizer提供加利福尼亚标题24适配单元建议不做适当的工程评估当地气候条件和空间需求由于湿度和沾染问题与数据中心相关联,可能需要仔细控制设计工作,以确保冷却省水不会因过度潮湿化需求而损耗
提供足够的户外空气实现经济化可能是一项重大的建筑设计挑战中央空接装置配有顶部摄取器或侧墙槽最常用,尽管内部安装计算机室空气调制器装配时提供节能
视局部气候条件而定,户外空气湿度传感器可能需要允许在非常干燥的条件下闭合生态化在大多数区域,外部空气使用是有益的,但在关键应用中,应知道并处理局部风险因素控制微粒和沾染时,应提供适当的低压滴滤波,以维护清洁数据中心环境,同时不强制规定过量扇能耗盐或腐蚀性等其他沾染问题应评估
集中空气处理
数据中心空气系统显示性能提高,这些系统使用专用中央处理器系统优于传统多分布单元系统,使用大型电机和风扇,效率更高并完全适合变量速度驱动器(VSDs)或VFDs使用变量频率驱动器或VFDs操作
多数数据中心负载在一天内没有明显变化,冷却系统通常超大并有相当大的储备容量集中式空气处理系统通过利用剩余和冗余能力实际提高工作效率可提高工作效率中心系统维护效益众所周知减少足迹维护流量是附加益
冷却植物优化
这项战略为数据中心提供许多效率机会,包括设计操作方面的机会中温冷水循环设计使用55°F冷水提高冷却器效率并消除无控幻影去湿化负载(见下面关于湿化段)。冷凝环路也应优化5-7摄氏通向冷却塔厂,冷水温度重置配对优异可变速度冷却机以提供大节能
单量抽水系统与现代冷却机设备完全匹配,少点故障、先成本低和节能热能存储可选用,并特别适合关键设施,即时冷却存储可产生可靠性效益并节省峰值需求最后,监控冷水厂效率需要优化:基本可靠能源和负载监控传感器可快速支付节能费用
液态直接冷却
直接液冷却指数种不同的冷却方法,这些方法都分享相同的策略,即把废热转移至热生成点或极近点流体,而不是转介至室空气并调适室空气
一种选择目前可从多机架厂商获取,即直接安装冷却圈到机架上以捕捉并清除废热底层常使用冷却线连接带软软水管的机架圈许多其他方法可供使用或正在使用,从组件热水槽冷却到带二电流带热交换器冷却的洗澡组件不等。
液化冷却可提高热密度并比传统空气冷却效率高得多高功率密度服务(W/sf)未来,产品可能可用,允许设备更直接液冷却,方法范围从芯片热水槽流水通道到二电流沉积不等。虽然目前尚不普遍使用,但这类方法有希望并随着持续成熟而评价
水边免费冷却器
免费冷却器可提供水边生态化器,它使用冷却塔蒸发冷却能力间接生成冷水以冷却数据中心温室条件下冷却(特别是在热气候下夜间冷却)。
免费冷却通常最适合每年3 000或3 000多小时湿泡温度低于55摄氏度的气候最有效服务为50摄氏度以上冷水循环或低温芯水循环服务,在正常操作中有大量剩余空气处理器容量现有数据中心常利用冗余空气处理器容量,冷水温度重置控件改换免费冷却
湿化控件
数据中心往往控制过度湿度:这没有产生实战效益,因为潮湿化耗用大量能量湿度控件往往不集中化,结果相邻单元间发生争斗,一个潮湿化,另一个去湿化湿度传感器漂移如果不定期重新校准传感器,也会增加控制问题
低能湿化技术可用非对称方法取代耗电蒸汽机,即使用空气中的热或从计算机热载回收湿化超声波增湿器、潮湿介质(swamp冷却器)和微滴喷雾是二维增湿器的一些例子
电源源
多数数据中心设备使用内部或机架AC-DC电源高效电源直接降低数据中心电费并间接降低冷却系统成本和机架过热问题年度节省2 700至6 500美元/机架仅因使用效率更高的电源
高效电源通常最少增量成本服务器级,但可能需要管理干预以鼓励设备购买者选择高效模型为了作出合理的选择,购买者需要在降低运营成本和电机基础设施首创成本方面都得到利害关系,或至少让购买者知道这些成本
符合服务器系统基础设施倡议推荐效率指南的电源应选择实际操作负载的影响也应予以考虑:选择电源提供最高效最常操作负载
自生成
组合近常电荷和高度可靠性需求使大型数据中心完全适合自生成为了降低首创成本,自创设备应替换后备发电机系统
电网提供电网电站替代物,废热可满足近邻取热需求或通过吸收或吸附冷却器技术获取冷却数据中心在某些情况下,自来电厂剩余和冗余容量可运回电网出售电源,抵消生成电厂资本成本
不间断电源
系统为数据中心提供备份电源,并可以基于电池库、旋转机、燃料电池或其他技术UPS提供操作数据中心设备的所有电量中的一部分因系统效率低下而损耗,系统每年共耗资数以万计千瓦时
UPS效率水平不同选择UPS系统时应考虑到这一点设计数据中心电气系统也能影响效率,影响UPS操作典型负载因子电池式UPS系统效率更高,负载系数高 -- -- 至少达定容量的40%或更高UPS系统配置类型(线性响应式对双转换式)也影响效率更多电控能力往往意味着更多耗电和额外热负载,机械冷却系统必须清除这些负载
数据中心设计是一个相对新领域,处理动态和快速进化技术部分 -- -- 从实际意义看,信息技术和节能技术开始合并最高效高效数据中心设计使用相对新设计范式创建所需高能量密度高可靠性环境
开发这些指南的依据是运行数据中心基准测量、实践设计师和操作员输入和多年经验设计数据中心节能冷却系统说明许多新标准方法正日益被成功高效数据中心用作起始点
当前数据中心建设蓬勃发展,数据中心能源使用正日益占总能源使用量的重要百分比,需要新的高效设计帮助管理信息技术基础设施的能源足迹
文章讨论十大技术领域无效设计实践的替代方法并不存在单一正确设计数据中心方法,但下列指南可提供设计建议,为各种数据中心设计提供效率收益
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空气管理
现代数据中心设备机架可产生高密度热负载实现准确控制空转室收集清除设备废热对各大小设施能源效率和设备可靠性有重大影响
最优数据中心空气管理最小化或消除向设备提供冷空气和热空气拒绝混合正确设计空气管理系统可降低运营成本并优先成本设备投资,提高数据中心密度/sf容量并减少热处理中断或故障
几大密钥设计题有:供应和回报定位设备空气进取加热端口配置大规模流空气模式
机场生态化器
数据中心全天24小时运行 大型常态冷却负载空端经济化器是在温和冬季条件和大多数夜晚冷却数据中心最低成本选择
简单使用标准办公系统Economizer提供加利福尼亚标题24适配单元建议不做适当的工程评估当地气候条件和空间需求由于湿度和沾染问题与数据中心相关联,可能需要仔细控制设计工作,以确保冷却省水不会因过度潮湿化需求而损耗
提供足够的户外空气实现经济化可能是一项重大的建筑设计挑战中央空接装置配有顶部摄取器或侧墙槽最常用,尽管内部安装计算机室空气调制器装配时提供节能
视局部气候条件而定,户外空气湿度传感器可能需要允许在非常干燥的条件下闭合生态化在大多数区域,外部空气使用是有益的,但在关键应用中,应知道并处理局部风险因素控制微粒和沾染时,应提供适当的低压滴滤波,以维护清洁数据中心环境,同时不强制规定过量扇能耗盐或腐蚀性等其他沾染问题应评估
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集中空气处理
数据中心空气系统显示性能提高,这些系统使用专用中央处理器系统优于传统多分布单元系统,使用大型电机和风扇,效率更高并完全适合变量速度驱动器(VSDs)或VFDs使用变量频率驱动器或VFDs操作
多数数据中心负载在一天内没有明显变化,冷却系统通常超大并有相当大的储备容量集中式空气处理系统通过利用剩余和冗余能力实际提高工作效率可提高工作效率中心系统维护效益众所周知减少足迹维护流量是附加益
冷却植物优化
这项战略为数据中心提供许多效率机会,包括设计操作方面的机会中温冷水循环设计使用55°F冷水提高冷却器效率并消除无控幻影去湿化负载(见下面关于湿化段)。冷凝环路也应优化5-7摄氏通向冷却塔厂,冷水温度重置配对优异可变速度冷却机以提供大节能
单量抽水系统与现代冷却机设备完全匹配,少点故障、先成本低和节能热能存储可选用,并特别适合关键设施,即时冷却存储可产生可靠性效益并节省峰值需求最后,监控冷水厂效率需要优化:基本可靠能源和负载监控传感器可快速支付节能费用
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液态直接冷却
直接液冷却指数种不同的冷却方法,这些方法都分享相同的策略,即把废热转移至热生成点或极近点流体,而不是转介至室空气并调适室空气
一种选择目前可从多机架厂商获取,即直接安装冷却圈到机架上以捕捉并清除废热底层常使用冷却线连接带软软水管的机架圈许多其他方法可供使用或正在使用,从组件热水槽冷却到带二电流带热交换器冷却的洗澡组件不等。
液化冷却可提高热密度并比传统空气冷却效率高得多高功率密度服务(W/sf)未来,产品可能可用,允许设备更直接液冷却,方法范围从芯片热水槽流水通道到二电流沉积不等。虽然目前尚不普遍使用,但这类方法有希望并随着持续成熟而评价
水边免费冷却器
免费冷却器可提供水边生态化器,它使用冷却塔蒸发冷却能力间接生成冷水以冷却数据中心温室条件下冷却(特别是在热气候下夜间冷却)。
免费冷却通常最适合每年3 000或3 000多小时湿泡温度低于55摄氏度的气候最有效服务为50摄氏度以上冷水循环或低温芯水循环服务,在正常操作中有大量剩余空气处理器容量现有数据中心常利用冗余空气处理器容量,冷水温度重置控件改换免费冷却
湿化控件
数据中心往往控制过度湿度:这没有产生实战效益,因为潮湿化耗用大量能量湿度控件往往不集中化,结果相邻单元间发生争斗,一个潮湿化,另一个去湿化湿度传感器漂移如果不定期重新校准传感器,也会增加控制问题
低能湿化技术可用非对称方法取代耗电蒸汽机,即使用空气中的热或从计算机热载回收湿化超声波增湿器、潮湿介质(swamp冷却器)和微滴喷雾是二维增湿器的一些例子
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电源源
多数数据中心设备使用内部或机架AC-DC电源高效电源直接降低数据中心电费并间接降低冷却系统成本和机架过热问题年度节省2 700至6 500美元/机架仅因使用效率更高的电源
高效电源通常最少增量成本服务器级,但可能需要管理干预以鼓励设备购买者选择高效模型为了作出合理的选择,购买者需要在降低运营成本和电机基础设施首创成本方面都得到利害关系,或至少让购买者知道这些成本
符合服务器系统基础设施倡议推荐效率指南的电源应选择实际操作负载的影响也应予以考虑:选择电源提供最高效最常操作负载
自生成
组合近常电荷和高度可靠性需求使大型数据中心完全适合自生成为了降低首创成本,自创设备应替换后备发电机系统
电网提供电网电站替代物,废热可满足近邻取热需求或通过吸收或吸附冷却器技术获取冷却数据中心在某些情况下,自来电厂剩余和冗余容量可运回电网出售电源,抵消生成电厂资本成本
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不间断电源
系统为数据中心提供备份电源,并可以基于电池库、旋转机、燃料电池或其他技术UPS提供操作数据中心设备的所有电量中的一部分因系统效率低下而损耗,系统每年共耗资数以万计千瓦时
UPS效率水平不同选择UPS系统时应考虑到这一点设计数据中心电气系统也能影响效率,影响UPS操作典型负载因子电池式UPS系统效率更高,负载系数高 -- -- 至少达定容量的40%或更高UPS系统配置类型(线性响应式对双转换式)也影响效率更多电控能力往往意味着更多耗电和额外热负载,机械冷却系统必须清除这些负载
数据中心设计是一个相对新领域,处理动态和快速进化技术部分 -- -- 从实际意义看,信息技术和节能技术开始合并最高效高效数据中心设计使用相对新设计范式创建所需高能量密度高可靠性环境
开发这些指南的依据是运行数据中心基准测量、实践设计师和操作员输入和多年经验设计数据中心节能冷却系统说明许多新标准方法正日益被成功高效数据中心用作起始点
当前数据中心建设蓬勃发展,数据中心能源使用正日益占总能源使用量的重要百分比,需要新的高效设计帮助管理信息技术基础设施的能源足迹
