大数据环境下的机房空调节能创新技术

    随着移动互联网、物联网、云计算等数据业务需求的爆炸式增长及IT技术的迅速发展，作为信息的重要载体，数据中心迎来一波新的建设浪潮。在电子信息及制造技术的飞速提升的推动下，数据中心机房的设备密集度大大提高。

    据工信部统计，目前，中国的数据中心的平均PUE值在2.2～3.0之间，而实际能耗可能远远高于这一数字。这就与2012年国务院下发的《节能减排“十二五”规划》提出的建设资源节约型、环境友好型社会，增强可持续发展能力的节能减排约束性目标相违背。因此数据中心的能耗问题也变得越来越无法忽视：现有的数据中心整体耗电巨大，发热量集中，机房局部过热现象增多，机房内单位面积空调冷负荷急剧增加，由此引来的主设备运行故障和能耗逐年上升，数据中心电费已成为很大一笔开支，大幅侵蚀企业的经营利润，甚至成为了制约行业发展的一大瓶颈。

    在此背景下，国外有多家权威机构投入了相当多的人力和物力资源来对数据中心机房的能耗结构与组成进行调研和分析。其中包括：RPA(国会环保署)、AFCOM(数据中心工业协会)、ASHRAE(制定空调标准的机构)、U.S. Green Building Council(绿色建筑协会) 、Information Technology Industry Council(信息技术工业协会) 、Green Grid(为数据中心确立标准及最佳运行实践)、Uptime Institute(可用性研究协会)、EYP、IBM、HP、Dell公司等。在机房中节能潜力的最大系统应该是IT设备系统以及与之配套的空调系统。相比之下，UPS及其配套的供配电系统和照明系统，它们的节能潜力是相当有限的。因此，在现有条件下通过正确地选用具有明显的节能效果的空调产品，将其总耗电量降下来是建立具有节能、环保特色的”绿色数据中心机房的关键所在。

    通信数据机房一年四季都需要制冷降温,当室外温度低于室内温度时,自然界的丰富冷源能否直接用于机房的制冷降温？如果能实现这一点，将大大降低传统的机房空调造成的高能耗问题，实现IT领域节能减排的重大突破。日前，北京德能恒信科技有限公司自主发明的二相流换热技术，根据该技术研发生产的热管空调节能产品，通过了中国通信企业协会通信网络运维专业委员会组织的来自移动、联通、电信、铁通、铁塔、有线电视、中国石油等行业专家组成的评审专家组的评审。

    与会专家经过充分讨论达成共识，北京德能恒信科技有限公司自主研发生产的动力热管换热节能产品，根据权威机构的测试报告及通信基站、通信机房试点，有效解决了长期以来热管换热技术存在的技术难题。解决了目前通信机房所用空调产品能效低、能耗高的问题。解决了机房空调全年开压缩机制冷，能耗过大的问题，同时动力热管空调还不受室内外距离的限制，节能效果明显，领先国内先进水平，是机房空调节能领域的一项创新，解决了传统重力热管无法实现大功率、远距离换热且不适于复杂安装环境等问题，该技术还拓宽了热管这种高效节能的换热方式的应用范围。其研发的热管热泵双模空调可以根据室外温度条件通过智能控制器自动选择最佳的工作模式，实现高效节能的目标。数据中心直冷机柜则实现了数据中心服务器机柜、节能传热系统以及服务器外壳一体化设计，达到接触传热，无需考虑冷暖风道问题。

    热管换热器由于其独有的节能换热性质，目前在市场上已被接受，北京德能恒信对其换热器的形式进行改进，采用更节能全铝换热器，进一步提高了热管换热性能，在热管系统方面更是发明独创了动力热管系统，解决了传统热管在安装应用时所受位置及传热功率方面限制的难。结合很多基站、机房、特殊场所要求的安装位置局限性，经过大量实验设计出更加合理、更加节能、安装使用所占面积更少的多级热管。热管换热系统和热泵制冷系统使用同一套管路循环，实现热管换热技术和热泵制冷技术的完美组合，实现一体机模式，降低空调整体成本，并节约机房空间。通过气液二相流循环实现相变传热，工质循环量少，要求室内外温差较小；对机房改造小，保证机房的密封性，不影响机房的洁净度以及防火性能。提高整个机组的使用寿命，间接降低其使用成本；改善动力热管传输性能不稳定的根本原因；解决现有基站（机房）空调必须全年候高能运转而造成的能耗很大的问题。

    北京德能恒信首创运行稳定的二相流动力热管系统，一体机首次稳定的把热管与普通空调系统进行完美融合。利用现有压缩机制冷技术和热管换热技术，将两种技术相互融合，也就是主要在压缩机制冷技术方面加入了可以直接利用自然冷源降温的热管技术，实现更加高效的机房（基站）节能降温方式。通过热管换热技术和热泵制冷技术的复合，把两者优缺点互补，同时能够实现机械（压缩机）工作模式和节能型自然（热管）工作模式的互换，可有效的节约能耗，增大寿命。解决了热管换热技术中气液分离不彻底而造成的工作效率低下问题，从根本上提高热管换热的工作效率。

    评审组专家建议在通信行业推广热管空调节能产品。并希望该技术应进一步扩大应用领域，并研发生产出适用不同领域的热管换热节能产品。<