一直以來，數(shù)據(jù)中心的管理者都在致力于追求進(jìn)一步降低能源成本和對環(huán)境負(fù)面影響的制冷方法。
時至今日，隨著數(shù)據(jù)中心高密度趨勢帶來的散熱挑戰(zhàn)，以及能源成本的增加和用戶計算需求的改變，蒸發(fā)冷卻技術(shù)作為一種環(huán)保、高效、經(jīng)濟(jì)的冷卻方式，吸引了業(yè)內(nèi)的一致關(guān)注，成為數(shù)據(jù)中心降溫的有效方法之一，并呈現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。
在“艾默生網(wǎng)絡(luò)能源2016年華西區(qū)設(shè)計院專家高端論壇”上，西安工程大學(xué)副校長、制冷空調(diào)工程專家黃翔，就“蒸發(fā)冷卻技術(shù)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用”與現(xiàn)場嘉賓進(jìn)行了交流，并重點探討了各種蒸發(fā)冷卻技術(shù)的特點及應(yīng)用時要注意的問題。
蒸發(fā)冷卻技術(shù)的多重優(yōu)勢
蒸發(fā)冷卻技術(shù)是一項利用“干空氣能”可再生能源，以水作為冷卻介質(zhì)，通過水分蒸發(fā)吸熱進(jìn)行冷卻的通風(fēng)空調(diào)技術(shù)。
結(jié)合典型工程案例，黃老師全面介紹了直接蒸發(fā)冷卻、間接蒸發(fā)冷卻、復(fù)合蒸發(fā)冷卻以及自然蒸發(fā)冷卻在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用。
黃老師首先介紹了蒸發(fā)冷的適用范圍，基于美國ASHRAE的新標(biāo)準(zhǔn)，送風(fēng)溫度可以提到很高的前提下，在我國西部、北部等空氣較為干燥、空氣質(zhì)量較好的地區(qū)，具有使用蒸發(fā)冷技術(shù)的價值。
黃老師介紹說，蒸發(fā)冷卻不僅具有節(jié)省能耗、初始投資較少、運(yùn)維費(fèi)用較低等優(yōu)點，而且從具體功能而言，蒸發(fā)冷卻技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對空氣和冷水的冷卻降溫，并可以對空氣的等焓加濕，同時蒸發(fā)冷卻還可以提高室內(nèi)空氣品質(zhì)。對此，黃老師對蒸發(fā)冷卻在過濾、凈化可吸入顆粒物和可溶性有害氣體等方面的方法作了進(jìn)一步介紹。
他表示，當(dāng)直接蒸發(fā)冷卻器作為PM過濾器使用時，能有效地對室內(nèi)空氣進(jìn)行置換，對PM10的去除率達(dá)到40%，PM2.5的去除率也達(dá)到了10%～40%。蒸發(fā)冷卻空調(diào)設(shè)備噴水室就是濕式除氣法的主要設(shè)備，其原理是利用水的吸附和吸收的機(jī)理凈化空氣中的有害氣體。黃老師舉例說，在日本某集成電路車間風(fēng)量為10萬m3/h的常規(guī)雙排空氣洗滌器對新風(fēng)中有害氣體的去除實驗中， NH4+、 SO42-、 NO3-的凈化效率分別可達(dá)48%、 80%、 48%。
在詳細(xì)解析各種蒸發(fā)冷卻形式應(yīng)用特點后，黃老師也對蒸發(fā)冷卻技術(shù)在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用時需要注意的問題進(jìn)行了總結(jié)。他重點指出，填料直接蒸發(fā)與噴霧直接蒸發(fā)冷卻各有利弊，其中從濕度控制角度來說，填料式有循環(huán)水的結(jié)垢問題，而噴霧式由于噴嘴孔徑太小容易堵塞，對水質(zhì)的要求非常高。同時，黃老師也基于豐富經(jīng)驗給出了應(yīng)對措施，即采用定期排放循環(huán)水的方法 ，來避免此類問題。
引用案例佐證應(yīng)用效果
為了進(jìn)一步突出蒸發(fā)冷卻在應(yīng)用中的實際效果，黃老師特別引用了艾默生網(wǎng)絡(luò)能源新型綠色冷卻方案的經(jīng)典案例，對百度陽泉AHU風(fēng)墻空調(diào)和Facebook瑞典呂勒奧數(shù)據(jù)中心噴霧直接蒸發(fā)冷卻等經(jīng)典應(yīng)用進(jìn)行了分享。
黃老師介紹說，百度陽泉數(shù)據(jù)中心應(yīng)用了艾默生網(wǎng)絡(luò)能源大批量AHU空調(diào)，其中單臺空調(diào)冷量460kW, 風(fēng)量105000m3/h， 由多個高效率EC風(fēng)機(jī)組成風(fēng)機(jī)矩陣平面送風(fēng)，使用高壓微霧加濕器及新風(fēng)自然冷卻，其優(yōu)化的控制功能，能夠?qū)C風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和水流量調(diào)節(jié)進(jìn)行精確控制和調(diào)節(jié)。Facebook瑞典呂勒奧數(shù)據(jù)中心不僅是具有代表性的預(yù)制化數(shù)據(jù)中心建設(shè)案例，而且在噴霧直接蒸發(fā)冷卻應(yīng)用上更是打造了一個典型的示范工程。
在闡述間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)的過程中，黃老師重點提及了艾默生網(wǎng)絡(luò)能源最新發(fā)布的Liebert® EFC高效間接蒸發(fā)自然制冷解決方案，并全面介紹了這款方案在可用性、容量及效率方面的顯著優(yōu)勢。
他介紹說，Liebert® EFC充分利用蒸汽和自然冷卻取得顯著節(jié)能效果，在建筑和室外環(huán)境滿足條件前提下，可最大化實現(xiàn)自然冷的利用，并減小備用制冷系統(tǒng)的投入，以確保系統(tǒng)達(dá)到最高效率。在材質(zhì)選用上，應(yīng)用了涂覆環(huán)氧樹脂的鋁材，目的是為了更好地防腐蝕，而且比采用聚合物具有更長的壽命。 在可用性上，該方案能夠不間斷制冷，其控制器甚至在斷電時依然能夠處于工作狀態(tài)，并具有遠(yuǎn)程診斷和預(yù)防性監(jiān)控維護(hù)功能，而且實現(xiàn)了對水的最小化消耗。在容量上，Liebert®EFC實現(xiàn)100% 調(diào)制容量，制冷容量根據(jù)數(shù)據(jù)中心增長可擴(kuò)展，隨時應(yīng)對未來數(shù)據(jù)中心溫度的升高。在效率上，Liebert® EFC能大大減少電力基礎(chǔ)設(shè)施投入，顯著降低數(shù)據(jù)中心TCO，以較高的能源效率使pPUE 等級達(dá)到 1.03，最大程度節(jié)省運(yùn)營成本。