大數據環境下的機房空調節能創新技術

    隨著移動互聯網、物聯網、云計算等數據業務需求的爆炸式增長及IT技術的迅速發展，作為信息的重要載體，數據中心迎來一波新的建設浪潮。在電子信息及制造技術的飛速提升的推動下，數據中心機房的設備密集度大大提高。

    據工信部統計，目前，中國的數據中心的平均PUE值在2.2～3.0之間，而實際能耗可能遠遠高于這一數字。這就與2012年國務院下發的《節能減排“十二五”規劃》提出的建設資源節約型、環境友好型社會，增強可持續發展能力的節能減排約束性目標相違背。因此數據中心的能耗問題也變得越來越無法忽視：現有的數據中心整體耗電巨大，發熱量集中，機房局部過熱現象增多，機房內單位面積空調冷負荷急劇增加，由此引來的主設備運行故障和能耗逐年上升，數據中心電費已成為很大一筆開支，大幅侵蝕企業的經營利潤，甚至成為了制約行業發展的一大瓶頸。

    在此背景下，國外有多家權威機構投入了相當多的人力和物力資源來對數據中心機房的能耗結構與組成進行調研和分析。其中包括：RPA(國會環保署)、AFCOM(數據中心工業協會)、ASHRAE(制定空調標準的機構)、U.S. Green Building Council(綠色建筑協會) 、Information Technology Industry Council(信息技術工業協會) 、Green Grid(為數據中心確立標準及最佳運行實踐)、Uptime Institute(可用性研究協會)、EYP、IBM、HP、Dell公司等。在機房中節能潛力的最大系統應該是IT設備系統以及與之配套的空調系統。相比之下，UPS及其配套的供配電系統和照明系統，它們的節能潛力是相當有限的。因此，在現有條件下通過正確地選用具有明顯的節能效果的空調產品，將其總耗電量降下來是建立具有節能、環保特色的”綠色數據中心機房的關鍵所在。

    通信數據機房一年四季都需要制冷降溫,當室外溫度低于室內溫度時,自然界的豐富冷源能否直接用于機房的制冷降溫？如果能實現這一點，將大大降低傳統的機房空調造成的高能耗問題，實現IT領域節能減排的重大突破。日前，北京德能恒信科技有限公司自主發明的二相流換熱技術，根據該技術研發生產的熱管空調節能產品，通過了中國通信企業協會通信網絡運維專業委員會組織的來自移動、聯通、電信、鐵通、鐵塔、有線電視、中國石油等行業專家組成的評審專家組的評審。

    與會專家經過充分討論達成共識，北京德能恒信科技有限公司自主研發生產的動力熱管換熱節能產品，根據權威機構的測試報告及通信基站、通信機房試點，有效解決了長期以來熱管換熱技術存在的技術難題。解決了目前通信機房所用空調產品能效低、能耗高的問題。解決了機房空調全年開壓縮機制冷，能耗過大的問題，同時動力熱管空調還不受室內外距離的限制，節能效果明顯，領先國內先進水平，是機房空調節能領域的一項創新，解決了傳統重力熱管無法實現大功率、遠距離換熱且不適于復雜安裝環境等問題，該技術還拓寬了熱管這種高效節能的換熱方式的應用范圍。其研發的熱管熱泵雙模空調可以根據室外溫度條件通過智能控制器自動選擇最佳的工作模式，實現高效節能的目標。數據中心直冷機柜則實現了數據中心服務器機柜、節能傳熱系統以及服務器外殼一體化設計，達到接觸傳熱，無需考慮冷暖風道問題。

    熱管換熱器由于其獨有的節能換熱性質，目前在市場上已被接受，北京德能恒信對其換熱器的形式進行改進，采用更節能全鋁換熱器，進一步提高了熱管換熱性能，在熱管系統方面更是發明獨創了動力熱管系統，解決了傳統熱管在安裝應用時所受位置及傳熱功率方面限制的難。結合很多基站、機房、特殊場所要求的安裝位置局限性，經過大量實驗設計出更加合理、更加節能、安裝使用所占面積更少的多級熱管。熱管換熱系統和熱泵制冷系統使用同一套管路循環，實現熱管換熱技術和熱泵制冷技術的完美組合，實現一體機模式，降低空調整體成本，并節約機房空間。通過氣液二相流循環實現相變傳熱，工質循環量少，要求室內外溫差較小；對機房改造小，保證機房的密封性，不影響機房的潔凈度以及防火性能。提高整個機組的使用壽命，間接降低其使用成本；改善動力熱管傳輸性能不穩定的根本原因；解決現有基站（機房）空調必須全年候高能運轉而造成的能耗很大的問題。

    北京德能恒信首創運行穩定的二相流動力熱管系統，一體機首次穩定的把熱管與普通空調系統進行完美融合。利用現有壓縮機制冷技術和熱管換熱技術，將兩種技術相互融合，也就是主要在壓縮機制冷技術方面加入了可以直接利用自然冷源降溫的熱管技術，實現更加高效的機房（基站）節能降溫方式。通過熱管換熱技術和熱泵制冷技術的復合，把兩者優缺點互補，同時能夠實現機械（壓縮機）工作模式和節能型自然（熱管）工作模式的互換，可有效的節約能耗，增大壽命。解決了熱管換熱技術中氣液分離不徹底而造成的工作效率低下問題，從根本上提高熱管換熱的工作效率。

    評審組專家建議在通信行業推廣熱管空調節能產品。并希望該技術應進一步擴大應用領域，并研發生產出適用不同領域的熱管換熱節能產品。<