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抗击超级热源(第1页)

时间：2016-10-08 09:31:01 来源：HTH建设 阅读量： 作者：华体会HTH咨询

　　请你关注一个事实：一部iPhone手机每年的耗电量为361度，这个数据比一般的冰箱还要高。当然，iPhone本身不可能如此耗电，但人类每拥有一只iPhone手机，支持其网络服务的路由器、服务器、机房运转需要电力，就绝不是一个小数字了。

　　简单而言，一台服务器在全负荷运行时，机架的温度足以将一片披萨烤熟。而随着技术的发展和管理进步，人们正往数据中心里塞进越来越多的服务器。

　　2012年的数据显示，中国已经有900多个互联网数据中心，17.7万个服务器机柜，200多万台服务器。当它们火力全开地运行时，就支撑起整个中国的互联网络运转。同样，也带来一个容易被忽略的问题：太热了。如果不能保持恒定的温度，服务器很容易因为过热而发生当机甚至更严重的损坏，这将立刻体现在网络的稳定性与速度上。

　　作为全球最大的商用空调公司，开利的一项重要工作就是为这些数据中心提供更强有力的空调设备。商用空调的形象虽然少在外界出现，但很容易引起人的敬畏：近5米的高度，相当于一间小房间的体积，以及可以容人进出的冷水管。但要镇住数据中心的热量，光靠这还不够。

　　抗热

　　开利空调是联合技术（United Technologies Corporation）子公司，联合技术为美国第22大制造商，主要经营项目从飞机发动机、直升机、空调系统、燃料电池，到电梯、滚梯、防火与安全无所不包。开利这家以空调发明者威利斯·开利（Willis Carrier）命名的公司，则是全球历史最为悠久的空调生产企业，为大型建筑提供的商用空调机组是其主营业务之一。

　　联合技术环境、控制与安防大中华区分销与售后服务副总裁高志长告诉记者，互联网数据中心对制冷的需求之高，任何其他建筑都难以比拟。“普通建筑每平方米热密度约100瓦，数据中心热密度是1千瓦、3千瓦，最高可达到10千瓦。”他说。

　　但是，一台服务器只需3至5分钟不能正常散热，就会发生故障或减缓运行速度，甚至造成死机，数据中心对空调的稳定性亦有极高要求。

　　随着技术进步，服务器、交换机的尺寸越来越小，同一个数据中心内机器的数量与密度增加，导致热密度直线上升。人类对数据中心的需求成几何级数增长，近年来全球数据中心以每年20%的速度增加，对制冷的需求也成倍增长。开利亚洲先科方案中心技术经理旷玉群对记者说，传统的解决方案是通过向机房输送处理过的空气来消除计算机热量，服务器风扇透过机架抽取空气，并将空气送回中央设备，这种系统可以处理的热密度为1.5千瓦/平方米。

　　然而，为了击败热源这只持续强大的怪兽，开利研发母公司联合技术公司的研发中心，在解决这一问题时采取跨部门合作。其中一名负责制冷业务的研究员提出，制冷设备面临往往-25°C、-18°C的低温，开利在制冷领域也有大量现有模式可供研发，为什么不能将制冷领域使用的二氧化碳冷媒搬到空调上呢？高志长告诉记者：“换一个冷媒就意味着同时必须更换设备，做大量的测试，因此改变的成本非常高。”这使得几乎没有哪家企业曾经认真考虑过，将二氧化碳作为空调的冷媒。

　　这一创意令开利研发出DataCO2MPLETE冷却系统，能够满足6至20千瓦/机架的散热需求，甚至可以通过“定点冷却”方式，自动监测并针对每一个机架的发热量进行冷却。同时，使用二氧化碳而非水作为冷媒，亦减少了室内的滴水隐患。

　　这一研发成果逆向影响未来数据中心的设计。高志长介绍，由于空调制冷能力更强，数据中心占地面积进一步缩减，“现有数据中心如果采用二氧化碳冷媒空调，占地面积可以缩减到原来的75%，层高降低1米，整个运营成本下降20%。”

　　精确

　　位于上海浦东陆家嘴的上海国际金融中心包含一栋6层的奢侈品购物中心、甲级办公双子塔以及五星级酒店与豪华公寓。开利为其提供的冷站系统总共冷量达到2万冷吨，足以为40万平方米的建筑提供制冷服务。但开利发现尚未实现最大效率，并承担了升级改造的任务。

　　高志长须在不改变大楼结构与设备，不影响其正常使用的情况下，精确地控制空调系统的使用，其团队使用一项名为“优化模糊控制”成果，对整座大楼进行改造。改造的第一步是获取大楼不同区域在前一年精确到每小时的温度、湿度表，以了解之前整年时间内，每个时段内建筑对制冷量的需求，并构建数学模型。

　　“随着天气和时间段的不同，建筑不同区域对制冷的需求也是不同的。有了这样一个数学模型，我们就可以用历史数据作为参考，在适合的时候给出适当的冷量。”高志长介绍，“空调节能的原则其实很简单，你要冷我就给冷，你要多少我给多少。不要多给，就能节能。”

　　但历史数据仍无法完美预测建筑所需的制冷量，高志长团队第二步在大楼内增加了大量的传感器，这些传感器不但有侦测温度、湿度作用，甚至连建筑内实时人数的因素亦考虑周全。“建筑里多一千个人，温度和热密度立刻就会发生变化，每个人都像一个小灯泡。”联合技术公司环境、控制与安防亚洲传播总监陈可卿介绍。

　　建筑的现有设施也被用于人数的侦测。例如，办公楼的闸机能够计算进出办公的人数；商场门口的摄像头也可以用于推测停留在商场内的人数：通过软件识别技术，每拍到一张脸就计算1，拍到后脑勺则减1。

　　通过看似不起眼的模糊控制，国金中心的能耗进一步减少。开利提供的数据显示，冷站改造后，年平均效率提升了30%，或者说，每天可以节省超过2万元的能源开支，今年1至9月已节省超过730万元。“国金中心的改造，我希望也有信心在两年内回本。”高志长告诉记者。

　　“目前国内建筑业在节能领域一大问题就是超额设计。上海浦东一栋地标性建筑，也是当地非常有名设计院设计的，给我们每层楼的制冷负荷是非常粗略的。只是根据洗手间、走廊、办公室、大厅各自负荷多少，最后相加给我们一个数字，这个算法非常错误。事实上，建筑的材料、结构、人数、层高、用途，甚至周边其他建筑，都会影响它对能源的需求。”

　　而通过开利的数学模型，建筑不同时段制冷、制热的需求都能够清晰地显现在形似山脉的“火山图”上：“这个图可以告诉业主，你的冷热负荷就是这样，没有必要超出。有的建筑设计的时候，配太高的设备，超出去一倍，这块设备的投资全都是浪费的。”

　　本文经许可，转载自《环球企业家》。

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