严瀚:创所未有，节能典范—艾默生SDC2智惠之道

——艾默生网络能源热管理解决方案部 严瀚  总经理

创所未有，节能典范—艾默生SDC2智惠之道

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各位领导各位专家大家下午好，我是艾默生公司的，今天非常容幸跟大家分享对数据中心产品，这个产品不但新建数据中心可以使用，而且在大规模在老旧数据中心进行改造，跟吕秘书长讲的对数据中心节能非常的契合。今天主要介绍一下这五个方向，首先数据中心节能的方向，我们可以看一下这张图大家可能看到很多次，一个2.0能效比的数据中心，大概空调系统是PUE2.0的话，空调大概可能占到0.7%这样的PUE因子，空调系统采用各种节能方法，很多数据中心能做到1.3、1.2，空调系统对数据中心节能的贡献很大，如果空调系统的节能继续往下走，比例更樗高，我们一直认为要坚持高可靠的供电系统加高节能的空调系统，这可能也是我们空调的一个普遍的一个共识。空调系统节能方法，我们在这里大致罗列，主要的方向大家有共识，采用自然冷却，不管什么样的系统，我们都要采用室外自然冷源方案，这点上国外的很多先进的UPS建在北极等等，他们这方面利用很好，而我们国家由于地理位置限制，大部分的地区可能自然冷没有北极那么冷，大家所以说我们利用自然冷大幅度提高他的高温下的自然冷的时间，这个也是我们空调努力的一个方向。另外一个就是高能效的技术，比如电机的变频，压缩机的变容量技术，这个对数据中心很大的一个变化，传统的数据中心用的是定冷量的压缩机，这种定冷量的压缩机不能随着机房的负荷发生精确的调整，如果这个发生比较大的变化，机房的节能效果也会达到很好，其次，冷冻系统有一个很好的方法，比如提高水温，可以提高冷水主机的效率，另外包括水泵的变流量系统。另外是温湿度的控制，我们大部分关注的是温度，湿度没有得到很好的关注，我曾经到很多机房，他们的房间温度控制的是比较好，但是湿度因为他追求极致节能，冷冻水的水温打的很高，比如水温供到14度，冷冻水空调失去了除湿能力，整个房间在夏季湿度在70%-80%，除不下来，冬天湿度很低，要采用大规模湿膜加湿方法，所以湿度控制在数据中心是一个缺失的状态，要达到号的湿度控制的话，这个能耗的投入比较大的，另外在机房的送风气流组织上，现在模块化也是大家的共识，采用一些封闭通道，模块化的气流组织方法，实现系统的节能，我们做个试验，采用封闭通道可以把PUE降低一部分，还有智能的控制，现在有些厂家在做冷机的智能群控，包括机房的节能策略，但是并没有一家做的特别好，艾默生不但是空调商，我们是监控的厂家，我们空调的部门专门有一个控制的一个开发的团队，来做空调方面的控制，所以说，我们综合起来可以看到利用自然冷和按需制冷，不管哪种方式是空调发展的一个方向。我们看一下现在比较高大上的数据中心的方案，首先新风解决方案，我们做的很早，我们在瑞典给Facebook定制了数据中心，在香港给NTT也作了全回风的数据中心，采用风墙的方式，气流通过封闭通道进入机房，在通过专用通道回到机房，如果用新风的话过滤以后再进入到通道里从屋顶排出去。这是谷歌的一个数据中心，利用新风的一个方式，我们可以看到他的一个问题，问题在那里？楼顶放了很多的空气处理单元，过滤网要求很高，我们在国内进行了一些相关的设计，一个大概8000千万的一个数据中心如果采用采用化学过滤成本非常高，一次性投入2500万，以后每年的过滤更新也需要500万，有可能节省电费，完全不够支出化学过滤的成本，另外对于如果不采用化学过滤或者系统控制相当复杂，这是我们对全新风的数据中心做的控制图，对于室外的二氧化硫的控制器，包括对通道里面的风压，包括排气阀的风压，包括整个机柜的温湿度控制，包括调节风机的控制，是一个非常大的系统，包含非常多的控制点和控制的内容，这个其实并不是简单的空调，我在这边用一个蒸发分离可以解决，里面隐含了很多控制的技术，所以新风方案对于空气温度、对空气的质量要求非常高，系统自控要求非常高，在我们国家很大部分的地方不太适合这种方案。

冷水系统比较常见，也是我们数据中心最常见，但是冷水系统有很多问题，不是很普世，我们看到这是一个我们客户的一个机房，他规划的很大，但是他一提到运行了5年以后，他的负载率达到50%，他原来计划的冷机为之一直在这里，远远达不到设计的效率，PUE是3以上，非常高。冷机对承重、建筑面积有要求，他专门给冷机，要单独修建房间修建承重两非常大的东西，必须放在实地，他的承重要求很高，冷却塔要放点楼顶，对楼板的每层的承重有很大要求，这是一些故障抢修照片，这是冷却塔在冬天动裂以后，要在雪地里面连夜进行焊接，包括补漏等等，包括系统阀门的抢修，冷却塔出现问题需要吊装，两边如果有行人，这个吊车的高度首先楼的高是特别高，而且其次你这个旁边的行人安全，走路是不是有影响，可能需要市政去规划，整个冷水系统复杂度很高，对运维的要求也很高，并不适合每一个数据中心，另外还有一个问题就是水的一个问题，绿格组织有个指标WUE，是数据中心水资源的利用指标，这个情况我们现在目前的数据中心并没有太多的关注。我们先看一下一个15000千瓦的数据中心15兆的数据中心耗水量是多少。亚马逊自己的数据中心的曝光出来的一个数据，他们一个15兆瓦数据中心，每年消耗1亿3000万加仑的水，接近50万吨的这样一个规模。这么多的水资源能干什么？可能大家比较抽象，大概相当于我们水立方奥运标准的游泳池221个。如果那来浇田有多少？可以灌溉1100多亩地，我们喝2500毫升的水，供545000人喝水。数据中心有两路供电过来，水一般是同一个水厂供过来，不可能收两路水管，投资成本很高，我们已经有客户出现数据中心冷冻数断水以后怎么办，消防车送水的方式，但是这样大规模的用水不可能支持，只有小型的数据中心有可能通过这种方式应急使用。

我们在这方面早已经意识到这些问题，我们已经做很多工作，这个是我们在云南、贵州做的母亲水调的活动，为云南贵州一些地区无法喝到干净的水的一个工程，开展很多年。其实水资源，大家想云南应该是水充分的地方，但是水资源在空间、时间维度都是不均衡，云南在夏天已经连续四年出现干旱，有1700多万人饮水困难，在数据中心夏天的水蒸发量是很大的，在空间、时间维度有很多矛盾。我们开发了很多基于少用水或者不用水的解决方案，就是今天我分享的艾默生SDC2这个方案。

SDC2我们标准具有一个压缩机模式地具有一个室外的节能模式，压缩机模式有非常大的创新，里面的风机采用了EC风级，还有变频泵，整个都是全变流量，能效比传统的空调高很多，在室外温度低于10度的时候，关掉压缩机，用泵来运行，达到一个非常高的能效状态，在压泵模式低于20度的时候，提高整个空调的制订量，降低能耗，达到自然冷的效果，基于温度24度定，如果回风温度提升到30度，相应的开启压泵时间达到25、26甚至更高，我们在这个温度机组在压泵模式上，非常明显。这是机组能效比随室外温度变化的关系图，而我们的能效比最高在零下10度可以达到15以上，这个节能效果非常明显，这边是我们的一个测试报告，在焓差实验室里面的数据，在北京地区AER达到6.8，空调系统不考虑电加热的情况，本身达到PUE接近1.2。

这个是根据我们投资的价值，在广州以北地区，三年以内投资的回收价值，在我们国家全部的地区都有普世的价值，而且我们基于SDC2做了很多优化，数据中心的发展方向，不但包括自然冷，而且精确的按照数据中心的需要制冷，所以我们团队包括我们变频板的技术，基于我们的高回风温度，还有送风温度控制，结合我们在做的成功一个美国一个案例，可以结合远端地板下的静压，包括服务器的功率等，精确调整系统的输出，在负荷比较低的情况下，在高温情况下，优先使用泵循环满足机房的制冷量，在泵无法满足的情况下，我们可以启动变冷量的压缩机。所以说这种节能的理念也是非常的完美。这个是我们在上海的一个客户实践的一个结果，实验室里面实测到的一些效果，100%的压缩机，100%输出， 回风温度30度时，机组能效比可以达到3.8，压缩机负荷在80%，回风温度28度，机组能效比是3.6，负荷50%，可以达到3.1，这个很精确,屏蔽了原来系统随着机房的负荷造成了压缩率过大的情况，这种控制的方案是未来发展的趋势，也是我们努力的一个方向。

最后一点介绍一下我们艾默生的SDC2的综合的优势。这个项目是我们在大连做的一个案例。这个案例单个场地安装了75台100千瓦的SDC2空调，所以整个机楼的空调系统全部采用SDC2，楼顶安装了非常多室外机，会不会出现局部散热不良情况，我们在这方面有给客户做了很多的指导和工作，我们采用CFD仿真进行模拟，算出来哪个地方有局部高温，根据这个情况对室外机的摆放、安装等等进行优化，所以最终可以保证系统的安全运行和正常的交付。SDC2空调我们也看到它是一个全风冷的系统，压缩机的泵柜完全分离，而且全自动控制，所以它的投资是更灵活，我们一个大的数据中心负荷开始只有30%，这个时候我们上30%一个空调，负荷上到50%我们再加20%，负荷100%再增长到100%，所以投资方式会更灵活。同时扩容也更加方便，不但新数据中心，老旧的数据中心也可以扩容，他的适用性更强，适合我们国家各个地方的数据中心，刚才我们可以看到有数据中心有室外机冻裂的情况，在数据中心防冻也是一个问题，很多机房在维度很高的地区依然采用冷冻水系统，在冬天就需要进行防冻，加入乙二醇以后，对真个系统的能效比会有很大影响，因为乙二醇的换热性能是低于水的。黑龙江有一个数据中心冬天用锅炉，锅炉先烧媒，从而保证冷水塔不出现结冰现象，我们消耗很多资源，这方式其实我们是因此更加注意，所以说SDC2这种防冻功能更加的普世，更加的高效，工程也更简单，整个系统室外、室内只要管道连接就可以，管道长度比较长，我们做了很好的案例，负落差40米，在这以往风冷系统无法想象，这种以前是用水泵来解决的，我们现在因为SDC2泵柜起扬尘作用，我们一个客户良好运行几个月，性能是非常稳定，工程实施起来更简单，适应更大的范围，可靠性比其他的系统更高，因为他有很多的小压缩机，每个压缩机系统都是一个完全独立的系统，他坏了以后机房有N+1的备份，不会对数据中心安全出现问题，另外控制也更加的智能，我们有机组本身的控制器全自动切换，根据室内负荷、温度进行调节，可以更加好的实现变冷量的输出，节能降噪环保都是做的更好，耗电更少、耗水也更少，噪音比较少，可以采用环保冷媒，运维其实更简单，因为整个系统他只需要由我们进行全包干的维护，我们全生命周期的成本是可估的。其他系统可能集成了很多其他厂家的设备，工程量占很大比重，而我们这种系统主要维护就是机器本身，所以说他的全生命周期的运维更加简单，所以SDC2是我们众多客户普世性的方案，是一个更加实惠的选择，这就是今天给大家介绍SDC2空调。

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