大家好，感谢邀请，今天来为大家分享一下数据中心绿色未来：低碳制冷解决方案探索的问题，以及和的一些困惑，大家要是还不太明白的话，也没有关系，因为接下来将为大家分享，希望可以帮助到大家，解决大家的问题，下面就开始吧！

如今，我们已进入数字化、智能化时代，数据中心作为支撑数字经济发展的重要基地，将发挥更加重要的作用。为了适应新的时代需求，未来数据中心建设将发生哪些变化？作为数据中心关键基础设施的冷却系统将走向何方？

绿色低碳成为发展主旋律

众所周知，数字经济的本质是数据驱动。进入数字经济时代，随着5G、物联网、云计算、人工智能等ICT技术赋能千行百业数字化转型，数据流量和算力需求将迎来爆发式增长，数据中心作为海量数据存储和计算的枢纽。运营商的规模和数量也将不断增长，这无疑会给数据中心行业带来新的机遇。据统计，未来5年全球算力复合增长率将超过50%，2026年算力将是今天的10倍以上。计算能力的井喷式增长当然会导致数据中心需求的激增。

从国家战略角度来看，从将数据中心纳入新基建范围，到近期全面启动“东数据西算”工程，数据中心近年来持续获得政策利好。在行业数字化转型需求和国家政策推动下，相信数据中心的蓬勃发展将进一步加速。

但我们常说，机遇总是与挑战并存。在数据中心迎来黄金发展机遇期的同时，未来随着数据流量和算力需求激增，如果数据中心的建设和运维方式不变，能源消耗、碳排放的压力也将增加。据统计，2021年全国数据中心用电量将占社会总用电量的2.6%左右，这一比例还将逐年增加，预计到2025年将达到4.05%。可以说，在当前数字化和低碳化两大发展趋势，数据中心未来发展将面临规模扩大、节能降本、履行低碳社会责任等多重挑战。

在此背景下，为引导数据中心绿色可持续发展，国家多个部门和省市相继出台了加强数据中心节能降耗的各种要求和规划。例如，2021年7月，工信部发布《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》号文，提出到2025年新建大型及以上数据中心PUE降低至1.3以下； 2021年4月，上海发布《上海市数据中心建设导则(2021版)》，要求严格控制新建大型数据中心的综合PUE。 1.3以内； 2022年2月，成渝地区将启动国家综合计算网络国家枢纽节点建设，要求PUE控制在1.25以内。

提高制冷效率是核心，但传统解决方案逐渐遇到瓶颈

数据中心的耗能部分主要包括IT设备、制冷系统、供配电系统、照明系统等设施。据统计，目前数据中心IT设备能耗约占总能耗的45%-50%，冷却系统能耗约占30%-45%，供配电系统能耗约占30%-45%。约占10%-15%，照明系统及其他约占3%-5%。也就是说，为了排出大量IT设备运行时产生的废热，保证IT设备在恒温恒湿的环境下正常运行，冷却系统消耗的功率接近于真正有价值的IT设备。显然，打造绿色数据中心，降低冷却系统能耗是核心关键。

那么如何降低制冷系统的能耗呢？在回答这个问题之前，我们不妨先看看当前数据中心制冷系统存在哪些问题？

传统中大型数据中心一般采用冷冻水制冷系统，主要由冷却塔、冷冻水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷冻水制冷终端等子系统以及多套辅助制冷系统如UPS和加湿除湿。整个系统制冷环节长、换热层级多、管道多、子部件众多，不仅导致制冷效率低，而且造成建设周期长、运维复杂等问题。

传统冷冻水制冷系统

例如，从制冷效率的角度来看，冷冻水制冷系统的一般工作原理是：冷水机与冷冻水进行热交换，对冷冻水进行冷却，然后通过冷冻机将冷冻水送至制冷末端。冷冻水泵与室内空气进行热交换。降低室内温度；同时，当制冷机组与制冷剂进行热交换时，冷却水泵将吸收热量后的冷却水送至冷却塔与大气进行热交换。整个过程需要多级换热，热量损失严重，换热效率低。

从建设周期来看，由于传统冷冻水制冷系统体积庞大、复杂，从设备到货、设备安装、管道连接到联调往往需要4-6个月的时间，几乎占整个数据中心的一半施工周期。面对互联网和行业数字化应用的不断繁荣，业务上线和变化的要求越来越快。传统的冷冻水冷却系统严重制约了数据中心的敏捷交付、弹性扩展等能力。同时，复杂的架构也使得系统能效优化和后续升级变更变得困难，可能进一步导致能源浪费。

面对上述瓶颈，间接蒸发冷却技术近年来成为业界关注的焦点，并逐渐发展成为数据中心首选的节能工具。

省电省水，间接蒸发冷却成为新趋势

什么是间接蒸发冷却？在炎热的夏天，当我们把水洒在地上时，水的蒸发会带走热量，可以给我们带来一丝清凉。这就是蒸发冷却的原理，利用水蒸发的潜热来冷却空气。间接蒸发冷却是指通过直接蒸发冷却对空气进行冷却，然后通过热交换器与室内热回风间接进行热交换，从而达到室内各向同性冷却的效果。与直接蒸发冷却相比，间接蒸发冷却利用室内外空气间接接触，只进行热交换，不进行质量交换。这样可以在保持室内空气湿度不变的情况下冷却室内空气，保证机房内的湿度和空气质量。不受室外空气影响。

间接蒸发冷却基本原理图

从产品形态来看，间接蒸发冷却解决方案一般由喷淋装置、换热核心、室内风机、室外风机、机械制冷辅助装置等组成，通常是基于模块化架构的集成产品。主机运至数据中心现场，只需安装好风管、水管和供配电即可投入使用，可以像搭积木一样快速交付。

综合以上实现原理和产品形态，不难看出间接蒸发冷却方案解决了传统冷冻水制冷系统面临的瓶颈。它不仅可以充分利用自然冷源降低数据中心冷却能耗，而且架构简单，换热层数少，管道数量少，系统的冷却效率大大提高。它还具有快速部署、易于扩展、运维更简单等优点，从而节省更多的电力、水和安装维护。

例如，在省电、节水方面，间接蒸发冷却方案可以根据负载情况和外部天气情况自动切换三种工作模式。当室外温度较低时，室外低温空气可以通过空对空热交换直接冷却数据中心内的热回风。无需开启喷水灭火系统和机械制冷辅助装置，充分利用外部自由空气。自然冷源大大节省电、水消耗；当室外温度比较温和时，仅开启喷水灭火系统，蒸发冷却系统对室外进风进行预冷，然后通过空气-空气热交换对室内热回风进行冷却。仍然不需要开启机械制冷装置，仍然可以显着节省电力消耗；只有当室外湿球温度较高时，机械制冷装置才开启补充制冷，进入干模式、湿模式和压缩机制冷的混合工作模式。最大程度节省电能消耗。

向绿色、简单、智能持续迈进

间接蒸发冷却不仅被认为是一种新趋势，而且该技术正在加速发展。例如，今年5月，华为发布了下一代数据中心概念，并指出间接蒸发冷却解决方案已成为取代传统冷冻水制冷系统的趋势。它是数据中心制冷系统向绿色化和简化迈出的关键一步，并且正在向智能化文化不断发展。

在智能化演进方面，间接蒸发冷却解决方案正逐渐从制冷走向“智能”冷却。基于AI技术，对大量采集的室外环境、负载能耗、机柜及通道进出风温度等数据进行智能分析和决策，不仅可以根据情况智能控制运行模式适应室外温度环境，最大限度减少机械制冷，同时通过冷电联动实时匹配IT负载变化，精准控制送风量，智能推荐节水、省电模式，真正实现系统级制冷连锁。能源效率优化。

在系统架构方面，为了保证IT、制冷等设备持续稳定运行，提高供电效率，在系统处配置了UPS等配电设备以及有源滤波器、无功补偿等谐波治理设备。数据中心前端会给机房带来问题。由于占地面积大、设备投资高等问题，华为等厂商实施“冷电融合”设计，将具有功率因数校正和谐波管理功能的整流、逆变模块集成到间接蒸发冷却产品中，实现平滑供电。关联。进一步缩短，供配电效率进一步提高，大大节省供配电面积。

同时，面对过去数据中心为满足峰值负载要求而造成的配电容量浪费的问题，最新的间接冷却蒸发解决方案还集成了锂电池储能系统、功率转换模块和间接蒸发冷却体并一起工作。不仅可以通过锂电池储能的智能“调峰”满足数据中心的峰值电力需求，提高电力利用率，而且当市电转移到储能系统时还可以实现0毫秒切换，确保制冷不中断，温度不波动，保证机房安全稳定运行。

总之，面对汹涌的数字化、低碳化浪潮，数据中心面临着前所未有的发展机遇。同时，它们也面临着能耗高、碳排放高、建设缓慢、运维困难等挑战。他们迫切需要绿色流程。极致简化、智能化改造。制冷系统作为数据中心实现节能降耗的核心关键部分，无疑是本次改造的重中之重。面对传统冷冻水制冷系统一直以来存在的高电耗、高水耗、系统复杂等挑战，不断完善的间接蒸发冷却技术正在加速这一变革。