数据中心管理者应该考虑的五个关键环境问题

作者:兰洋科技    浏览量:3443    时间:2023年11月13日    标签: PUE WUE 可再生能源

随着世界各国走向更加可持续的未来,数据中心运营商需要找到让数据中心设施更加绿色环保的方法,同时满足不断增长的数据需求。但这不是一件容易的事情——数据需求需要新的IT设备,这些设备比传统IT设备运行温度更高,导致冷却需求增加。

研究表明,如今的数据中心用电量约占全球用电量的1%。随着对数据中心的需求不断增长,许多数据中心管理人员正在寻找将可持续性举措以纳入其业务增长战略的方法。

随着数据中心行业的发展和管理人员实施推动能源效率的创新方法,采取行动减少对环境的影响也会节省成本。监管和客户的压力也使得数据中心管理人员必须考虑整体环境影响。以下是数据中心管理人员可以专注于以更环保的可持续方式运营的几个领域。

(1)能源使用效率(PUE)

对于业内人士来说,更低的能源使用效率(PUE)可以带来更高的成本效益,这已经不是什么新闻。为了尽可能多地为下一代IT设备提供能源,数据中心管理人员需要最大限度地减少数据中心设施的能源消耗,最重要的是减少冷却需求。随着下一代IT设备产生的热负荷,传统的风冷方法往往难以有效冷却,更不用说高效地完成工作了。传统空气冷却技术需要太多的能量,可能不再是最有效的冷却方法。

那么,在运行先进IT设备的同时获得理想的PUE的答案是什么呢?许多数据中心设施正在转向液体冷却。液体比空气更容易吸收热量,并且可以更接近产生热量的芯片,从而有效地冷却设备。数据中心可以从液体冷却技术中受益。诸如排式冷却器、后门冷却器和通道密封系统等解决方案能够以更环保的方式帮助管理不断数据中心不断增加的热量。

(2)水资源的使用效率(WUE)

液体冷却系统可能带来更低的PUE,但水的使用也是一个重要的环境考虑因素。数据中心管理人员需要通过管道稳定提供清洁的水。或者,闭环水冷却系统配置为在再循环回液体冷却回路之前通过冷水机或热交换器冷却处理过的水。

令人惊讶的是,一些风冷数据中心比液冷设备消耗更多的水。在某些情况下,数据中心采用蒸发冷却技术可能浪费大量的水。蒸发冷却系统需要冷水进入数据中心冷却系统,冷水携带热量进入外部蒸发冷却器。当数据中心依靠风冷操作时,这种流向冷却系统的冷水需要非常冷。由于水经过盘管而导致的蒸发会损失大量的水。对于数据中心运营商来说,这种方法可能代价高昂,而且由于公共供水系统的用水量增加,可能会给公用事业公司带来供应问题。因此,水冷却或浸入式冷却可以帮助限制缺水地区或法规限制用水的地区的水分损失。尽量减少浸泡和直接到芯片冷却时使用的液体,这对于防止不必要的沉重的机柜和机架也很重要。

(3)冷却液的考虑

浸没式冷却可能是冷却IT设备最有效的方法之一。但是,当数据中心管理人员决定实施浸入式冷却时,他们需要确定选择使用哪种冷却液。浸入式冷却液主要有两种类型:碳氢化合物基液和氟碳基液。

碳氢化合物基液体蒸发非常缓慢,这意味着它们几乎不需要更换或补充,它们的全球变暖潜势(GWP)也相对较低。这意味着即使碳氢化合物蒸发成气态也不会在大气中停留很长时间。这些冷却剂在密封的机箱中使用时也可以完全回收,以防止它们被污染。然而,烃基流体是油性的,这使得数据中心管理人员更难处理它们,而且它们的提炼过程也不是最环保的。

相反,氟碳液体更像酒精而不是油。它们蒸发得更快,需要更频繁地重新填充。然而,它们更容易使用。两种类型冷却液各有优缺点,在考虑总体环境影响时,数据中心管理人员需要在其运营环境中考虑浸入式冷却剂的选择,以确定最适合的冷却液。

(4)物理空间

数据中心的日常运营能够以一种环保的方式进行管理,但数据中心管理人员在推动数据中心可持续运营时可以跳出自己的窠臼。对数据、云存储和流应用程序不断增长的需求需要增加IT设备的数量,但由于成本和环境方面的考虑,数据中心运营商需要注意扩大物理空间。冷却需求通常会使数据中心无法充分利用其现有的物理空间。升级到更高效的冷却系统有助于提高PUE,同时为数据中心运营商提供更多的选择,以增加安装在服务器机架上的IT设备密度。这减少了占用更多土地建设数据中心的需求,这节省了时间,减少了浇筑混凝土以及在施工过程中运行大型机械对环境的影响。

(5)替代能源

提高数据中心的效率是至关重要的,但即使是最高效的数据中心也需要大量的能源。大型数据中心可以通过采用可再生能源的电力来抵消碳足迹,例如采用太阳能发电设施的电力。这些投资还有助于降低能源成本,并在整个运营周期内节省总成本。数据中心设施管理中的可持续选择通常会相互影响。例如,当数据中心采用液体冷却技术时,移除大型蒸发冷却器可以为安装太阳能发电设施腾出空间。如果由于空间或数据中心设施的考虑,现场部署可再生能源发电设施不可行,数据中心也可以投资于场外可再生能源来获得清洁电力,或者与当地公用事业公司合作签署绿色能源合同。在某些情况下,数据中心还可以利用其运行产生的热量,通过将热泵与液体冷却相结合,将热量从数据中心传输到医院、区域供暖,甚至在较冷的环境中供暖,从而为市政能源系统做出贡献。

本文标题:数据中心管理者应该考虑的五个关键环境问题

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