數據中心的用電量極大，尤其是冷卻數據中心的IT設備。通過(guò)在冷卻系統中使用變頻器和節能電機可以大量減少能耗。關(guān)于這一點(diǎn)，我們采訪(fǎng)了ABB運動(dòng)控制事業(yè)部的HVACR全球產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Maria Fedorovicheva。

數據中心冷卻過(guò)程中的效率提升為何如此重要？

作為現代計算基礎設施的一個(gè)組成部分，數據中心的用電量占全世界總發(fā)電量的大約百分之一。在確保數據中心的持續可靠性和可用性方面，冷卻系統發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵作用，但它的用電量通常約占數據中心總用電量的40%。另一個(gè)耗電設備是IT設備本身。這些數據表明，能效提升應該從構成數據中心冷卻系統核心的風(fēng)機、泵和壓縮機開(kāi)始。

是否有監管參數來(lái)控制數據中心的用電量？

作為行業(yè)聯(lián)盟，綠色網(wǎng)格提出了最常見(jiàn)的能效指標之一：電源使用效率，即進(jìn)入數據中心的總電量除以IT設備用電量所得比值。在理想狀態(tài)下，數據中心的PUE應為1。

根據Uptime Institute開(kāi)展的一項研究，多年來(lái)，數據中心的PUE水平一直呈下降趨勢，從2006年的2.6左右下降到2019年的1.7，盡管自2013年以來(lái)的近期趨勢是平緩的。要使PUE進(jìn)一步降低，需要采取措施在數據中心運行周期內提高效率，并在新項目中采用尖端技術(shù)。在冷卻系統中使用變頻器和高效電機有助于大幅度降低電源使用效率。

為什么選擇變頻器？

變頻器已被證明是一種高效節能的冷卻解決方案。變頻器可以使冷卻系統中的電機轉速得到精確控制，使冷卻系統在任何時(shí)候都能夠提供人們所需的溫度，從而實(shí)現約高達35%的節能。這與電機全速運轉，通過(guò)節流限制輸出的情況完全不同。電機轉速與能耗之間的關(guān)系意味著(zhù)，即使只是適度降低轉速，也可以顯著(zhù)提高能效。

雖然數據中心冷卻系統的規模足以應對極端情況下（包括夏季高溫和部件故障）的峰值負載，但它們很少在其設計的負載狀態(tài)下運行。相反，它們大多在輕載狀態(tài)下運行。變頻器提高了電機的靈活性，使冷卻系統能夠適應不斷變化的負載情況，因此即使在部分負載下也能保持系統的高效運行。

電機技術(shù)是否也很重要？

當然。不同的電機技術(shù)會(huì )根據負載表現出不同的性能。當負載為25%時(shí)，電機技術(shù)之間的效率差異很容易超過(guò)10%。因此，根據電機在多數時(shí)間的運行負載范圍來(lái)選擇電機是可取的。在大多數情況下，這個(gè)范圍不是額定負載，而遠低于額定負載。

關(guān)于冷卻過(guò)程的效率，是否還有其它考慮？

事實(shí)上，整個(gè)系統的效率很重要——我們可以使用損耗盡可能低的高效電機來(lái)拖動(dòng)泵、風(fēng)機或壓縮機等設備，并利用變頻器使電機轉速符合需求，從而實(shí)現節能。但如果風(fēng)機設計，使它產(chǎn)生巨大的空氣動(dòng)力損耗，整個(gè)系統的能效或電能轉化空氣動(dòng)能效率可能會(huì )受到影響。這就意味著(zhù)，在考慮數據項目的能源效率時(shí)，必須評估整個(gè)冷卻系統的能效，而不僅要逐一考慮每一個(gè)元器件。

隨著(zhù)數據中心中服務(wù)器密度不斷增加，其熱負荷也隨之增大。面向未來(lái)的數據中心冷卻系統必須具有可擴展性，以滿(mǎn)足未來(lái)的需求。關(guān)于可擴展性，是指在數據中心規模擴大時(shí)，冷卻系統可根據不斷變化的負載加以改變。同樣，專(zhuān)門(mén)為供暖、通風(fēng)和空調應用而開(kāi)發(fā)的變頻器以及高效電機（不僅可以以額定速度運行，還可以在部分負載下運行）帶來(lái)一個(gè)很重要的優(yōu)勢，因為它們的設計具有靈活性和可擴展性。