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在深圳這個全年絕大部分時間很難依靠自然冷卻的地方，如何讓數(shù)據(jù)中心的PUE降到1.3以下？深圳的目標(biāo)是1.25，而且已經(jīng)有“領(lǐng)行者”率先實現(xiàn)。
2019年，深圳建筑總院大數(shù)據(jù)中心設(shè)計研究院（以下簡稱“深總院”）首批設(shè)計低于1.25的方案一次性獲得審批，并付諸實踐；2020年，廣東省出臺數(shù)據(jù)中心五年規(guī)劃，將PUE1.25推廣全省。
在維締技術(shù)（VERTIV，NYSE：VRT）2020設(shè)計院高峰論壇上，深圳建筑總院大數(shù)據(jù)中心設(shè)計研究院院長曾建國全面介紹了深圳低于1.25的方法論和設(shè)計方案。
高標(biāo)準(zhǔn) 高挑戰(zhàn)
2013年，工信部提出新建大型數(shù)據(jù)中心PUE不超過1.5；2018年，北京提出PUE不超過1.4，繼而上海要求新建數(shù)據(jù)中心的PUE不超過1.3；2019年，深圳更是率先提出PUE低于1.25。
2020年12月23日，國家發(fā)展改革委、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部、國家能源局四部門聯(lián)合出臺《關(guān)于加快構(gòu)建全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系的指導(dǎo)意見》，意見中指出，到2025年，全國范圍內(nèi)數(shù)據(jù)中心形成布局合理、綠色集約的基礎(chǔ)設(shè)施一體化格局。意見中提到一點：東西部數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)結(jié)構(gòu)性平衡，大型、超大型數(shù)據(jù)中心運(yùn)行電能利用效率降到1.3以下。
出臺時間越晚的政策，對PUE的要求越嚴(yán)格，這是可以理解的。但從客觀上來看，也形成了越往南、平均氣溫越高、越不利于利用自然冷源，PUE卻要更低的情況。尤其核心城市中位置最靠南，已經(jīng)屬于亞熱帶海洋氣候、2020年全年平均氣溫都在22.3℃的深圳來說， 不要說“百分百利用自然冷源”，每年有多少時長可以利用自然冷源都難說。
圖注：深圳全年溫度曲線圖，冬季氣溫最低氣溫13--22度之間
降低數(shù)據(jù)中心PUE的主要手段主要包含兩個方面，一是充分利用自然冷源，盡量減少機(jī)械制冷的工作時間；二是縮短制冷路徑，降低冷量在傳輸過程中的損耗。
在我國大量的運(yùn)營商和第三方數(shù)據(jù)中心里，冷卻塔+板換+冷水機(jī)組的水系統(tǒng)架構(gòu)非常流行，這種架構(gòu)雖然比較復(fù)雜，對建設(shè)過程要求較高，但對建筑形式要求較低，不受溫度和濕度影響，關(guān)鍵是非常成熟，國內(nèi)的大多數(shù)設(shè)計院很喜歡出這種方案。
對于深圳這樣的地區(qū)來說，水系統(tǒng)最大的硬傷是換熱環(huán)節(jié)過多，全年大部分時間無法使用自然的饋贈，需要開啟冷水機(jī)組（用電），PUE值很難降到1.3以下，遑論1.25。
近年逐漸興起的間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)，在北方的很多區(qū)域能夠較充分的利用自然冷源，實現(xiàn)PUE小于1.25的案例很多。但是間接蒸發(fā)冷卻對空氣的溫濕度要求也比較高，當(dāng)遇到空氣濕度太高、溫度也不低的時候同樣需要開啟機(jī)械制冷（用電），在深圳的濕熱氣候下，也難免“水土不服”。
這就意味著在深圳要實現(xiàn)PUE低于1.25，采用傳統(tǒng)的制冷方案是無法實現(xiàn)的艱巨任務(wù)。
圖注：冷卻塔+冷水機(jī)組核心優(yōu)勢是對建筑形式要求最低的，但建設(shè)要求高
庖丁解牛 拆分能耗
數(shù)據(jù)中心是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，從選址規(guī)劃、供電、制冷到內(nèi)部服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)架構(gòu)，再到環(huán)保節(jié)能、智能運(yùn)維都需要先進(jìn)的理念和設(shè)計。
要降低PUE，就必須正確理解PUE值的構(gòu)成：數(shù)據(jù)中心的總耗電量與IT設(shè)備耗電量的比值，降低PUE值的實質(zhì)就是盡可能地降低分子，即數(shù)據(jù)中心的總耗電量，減去IT側(cè)的耗電量，數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施側(cè)（風(fēng)火水電）的能耗，大部分用在制冷環(huán)節(jié)，如冷機(jī)、空調(diào)等制冷設(shè)備。
曾建國院長的思路便是：將數(shù)據(jù)中心看作一個整體，拆分?jǐn)?shù)據(jù)中心能耗，并依此而構(gòu)建模型。
圖注：如前所述，制冷環(huán)節(jié)仍然是降低PUE的關(guān)鍵所在
熟悉設(shè)計流程的專業(yè)人員都知道，數(shù)據(jù)中心里主要的設(shè)備是包含風(fēng)電、制冷、IT，都屬不同專業(yè)、不同團(tuán)隊的人來設(shè)計實施。其中，絕大部分設(shè)計院也不設(shè)計IT部分，而IT的負(fù)載通常是恒定值。為此，深總院搭建的能耗模型主要分為三個部分：建筑、電氣、制冷。從綠色建筑層面來講，目前低碳綠建趨勢下，排放的趨勢趨零。因此，降低PUE主要集中在電氣和制冷兩個層面：在電氣領(lǐng)域，需要高能效的設(shè)備和最短的傳輸；在空調(diào)系統(tǒng)也是如此，超高效制冷，極致轉(zhuǎn)換，這兩個領(lǐng)域本質(zhì)上都是將最簡單的設(shè)備和最低的功耗結(jié)合起來，每一部分的PUE都控制到一定數(shù)值，最終實現(xiàn)整體PUE值的降低。
性能提升 架構(gòu)優(yōu)化
曾建國院長在談到降低PUE值時有一個觀點：將數(shù)據(jù)中心看作整體，不僅要實現(xiàn)設(shè)備級的節(jié)能、系統(tǒng)級的節(jié)能，還要實現(xiàn)項目級的節(jié)能，可以總結(jié)為：設(shè)備性能提升，系統(tǒng)架構(gòu)優(yōu)化。
在電力設(shè)備層面，從低壓配電系統(tǒng)來看，UPS行業(yè)已經(jīng)有預(yù)制三工況模式，把UPS主機(jī)和輸入輸出柜合并，同樣印證了前文的理論，把設(shè)備的最節(jié)能跟線路的損耗最小合并在一起實現(xiàn)電氣能耗降低，同時預(yù)制三工況還是AI特征的三工況，可以自動調(diào)節(jié)，可以在保證可靠性的前提下實現(xiàn)節(jié)能效率最高。在高低壓配電系統(tǒng)中，無論是巴拿馬配電系統(tǒng)，還是維諦技術(shù)（Vertiv）的One power系統(tǒng)，依然在這個邏輯下保證設(shè)備可靠節(jié)能，通過應(yīng)用整合縮短電力路由。
前文說過，冷卻塔+冷水機(jī)模型會增加能耗，深總院以一項黑科技——智能氟泵系統(tǒng)取而代之，成為滿足PUE
