數(shù)據(jù)中心自然冷卻技術(shù)研究綜述

陳廣闖 張軍

東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院

0 引言

數(shù)據(jù)中心包含有服務(wù)器，通信設(shè)備，制冷與供電設(shè)備等，是數(shù)據(jù)處理的中心[1]。研究顯示，2015 年，中國(guó)數(shù)據(jù)中心超過(guò)40 萬(wàn)個(gè)，每年消耗電量約占全社會(huì)總量的1.5%[2]。預(yù)計(jì)到2020 年，我國(guó)數(shù)據(jù)中心年耗電量將超過(guò)社會(huì)用電總量的3%[3]。目前我國(guó)數(shù)據(jù)中心PUE遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于歐洲國(guó)家數(shù)值[4]。2017 年工信部提出目標(biāo)：到2020 年，新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心的能耗效率（PUE）值在1.4 以下[5]。這也對(duì)數(shù)據(jù)中心的節(jié)能提出來(lái)新的挑戰(zhàn)。

如圖1 所示[6]，數(shù)據(jù)中心的能耗主要集中在服務(wù)器與空調(diào)系統(tǒng)[7]。降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗對(duì)提高數(shù)據(jù)中心能源利用率具有重要影響。由于常規(guī)冷卻技術(shù)系統(tǒng)能耗過(guò)高，機(jī)房能源利用率過(guò)低，PUE 居高不下[8]。近年來(lái)研究人員提出利用自然冷源來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行冷卻的新型冷卻方式。自然冷卻技術(shù)可利用自然的冷空氣或者低溫水源對(duì)數(shù)據(jù)機(jī)房進(jìn)行冷卻，具有明顯的節(jié)能效果[9]。其主要包括風(fēng)側(cè)自然冷卻，水側(cè)自然冷卻和熱管自然冷卻[10]。

圖1 數(shù)據(jù)中心能耗組成

1 風(fēng)側(cè)自然冷卻技術(shù)

風(fēng)側(cè)自然冷卻利用室外冷風(fēng)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行冷卻。在系統(tǒng)中，設(shè)置傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)室內(nèi)和室外的溫度[11]，當(dāng)條件合適時(shí)，將室外冷風(fēng)直接引入室內(nèi)或者對(duì)其進(jìn)行利用。風(fēng)側(cè)自然冷卻技術(shù)是一項(xiàng)很有應(yīng)用前景的技術(shù)。該技術(shù)主要分為直接風(fēng)側(cè)自然冷卻，間接風(fēng)側(cè)自然冷卻和蒸發(fā)冷卻等三大類(lèi)。

1.1 直接風(fēng)側(cè)自然冷卻技術(shù)

直接風(fēng)側(cè)自然冷卻技術(shù)是將室外冷風(fēng)直接引入數(shù)據(jù)中心進(jìn)行冷卻的技術(shù)，如圖2 所示[12]。直接風(fēng)側(cè)自然冷卻技術(shù)已經(jīng)在一些地區(qū)得到了應(yīng)用，并取得很好的效果[13-14]。如Facebook 在俄勒岡州的數(shù)據(jù)中心，利用該技術(shù)后，系統(tǒng)年均PUE 可達(dá)1.09。雅虎在紐約地區(qū)數(shù)據(jù)中心也采用直接風(fēng)側(cè)自然冷卻技術(shù)，PUE 可達(dá)1.08。

圖2 直接風(fēng)側(cè)自然冷卻系統(tǒng)

耿海波等[15]以昆明某數(shù)據(jù)中心為例，采用新風(fēng)自然冷卻對(duì)其進(jìn)行節(jié)能改造，PUE 由1.9 降至1.56，結(jié)果表明，昆明氣候非常適合新風(fēng)自然冷卻。高景等[16]在貴州某數(shù)據(jù)中心應(yīng)用采用智能新風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行供冷，預(yù)計(jì)年運(yùn)行節(jié)能率為16.26%。高東媛等[17]以數(shù)據(jù)中心為研究對(duì)象，研究了北京地區(qū)新風(fēng)直接引入系統(tǒng)的節(jié)能潛力，結(jié)果表明，相比于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)，其節(jié)能率高達(dá)52.7%。Hassan 等[18]對(duì)巴基斯坦某數(shù)據(jù)中心進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，采用新風(fēng)自然冷卻技術(shù)的節(jié)能效果在每年1 月、2 月、12 月這3 個(gè)月中最為明顯。Eduard 等[19]對(duì)歐洲各國(guó)采用直接風(fēng)側(cè)自然冷卻技術(shù)的數(shù)據(jù)中心研究表明，室外溫度高于21 ℃時(shí)，系統(tǒng)節(jié)能效果在15%-22%之間。在室外溫度低于21 ℃時(shí)，才會(huì)有較好的節(jié)能效果。Hiroshi 等[20]在東京郊區(qū)建立了一套新風(fēng)冷卻數(shù)據(jù)中心樣機(jī)，并進(jìn)行為期一年的運(yùn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明：相比于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)年節(jié)能率為20.8%，PUE 可達(dá)1.058。顧小杰等[21]對(duì)哈爾濱某大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房采用新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性進(jìn)行研究，計(jì)算表明，其節(jié)能率可達(dá)60.5%。并將此例應(yīng)用于我國(guó)11 座城市氣候背景下進(jìn)行研究，結(jié)果表明，該系統(tǒng)在其中九座城市的節(jié)能率均超過(guò)30%。

直接風(fēng)側(cè)自然冷卻技術(shù)對(duì)地區(qū)的空氣質(zhì)量有一定的要求，在一些地區(qū)需要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。夏春華等[22]對(duì)嚴(yán)寒沙塵地區(qū)的數(shù)據(jù)中心應(yīng)用自然冷卻進(jìn)行研究。以內(nèi)蒙古某數(shù)據(jù)中心為例，應(yīng)用風(fēng)道智能換熱節(jié)能技術(shù)，很好的解決了新風(fēng)帶來(lái)的空氣潔凈度的問(wèn)題。

直接風(fēng)側(cè)自然冷卻系統(tǒng)是一項(xiàng)最為簡(jiǎn)單明了的自然冷卻方法，具有低投資高回報(bào)的特點(diǎn)，但是該技術(shù)也有一定的局限性，在露點(diǎn)較低的地區(qū)使用該技術(shù)會(huì)帶來(lái)不必要的除濕費(fèi)用[23-24]。而且對(duì)室外空氣的直接引入也會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)濕度分布不均勻以及細(xì)顆粒物和污染物帶入等問(wèn)題，需采用過(guò)濾器對(duì)新風(fēng)進(jìn)行過(guò)濾，這樣就導(dǎo)致設(shè)備的維護(hù)成本增加。因此在使用該技術(shù)時(shí)，必須充分考慮當(dāng)?shù)氐目諝赓|(zhì)量以及氣候條件等因素。

1.2 間接式風(fēng)側(cè)自然冷卻技術(shù)

與直接風(fēng)側(cè)自然冷卻技術(shù)直接引入新風(fēng)不同，間接風(fēng)側(cè)自然冷卻技術(shù)通過(guò)換熱器對(duì)室外冷空氣進(jìn)行利用。間接風(fēng)冷通過(guò)換熱器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)室外冷空氣的利用，確保數(shù)據(jù)中心不受外部環(huán)境的干擾。

京都轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)是該技術(shù)最為典型的應(yīng)用案例，如圖3 所示[25]。該系統(tǒng)包括一個(gè)帶直接膨脹冷卻系統(tǒng)的轉(zhuǎn)輪，利用轉(zhuǎn)輪在室內(nèi)熱風(fēng)和室外冷風(fēng)間交替循環(huán)從而實(shí)現(xiàn)熱量的轉(zhuǎn)換，可有效避免室內(nèi)環(huán)境收到擾動(dòng)。系統(tǒng)的COP 約為8～10，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)的COP 值。Bao 等[26]針對(duì)通信基站空調(diào)能耗高的問(wèn)題，提出一種在室外溫度足夠低的情況下，利用熱交換器排除通信基站多余熱量的新技術(shù)。結(jié)果顯示，相對(duì)于傳統(tǒng)制冷系統(tǒng)，該系統(tǒng)每年可制冷時(shí)長(zhǎng)為5014 小時(shí)，節(jié)能率達(dá)29%。

圖3 京都轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)

間接風(fēng)側(cè)自然冷卻系統(tǒng)的節(jié)能效果較好，是一項(xiàng)很有潛力的技術(shù)。然而由于系統(tǒng)的設(shè)備體積較大，其應(yīng)用范圍受到限制。同樣，空氣經(jīng)過(guò)熱交換器時(shí)，隨著時(shí)間的推移，污染物和顆粒物會(huì)在交換器上累積，這會(huì)導(dǎo)致熱交換器的效率降低，維護(hù)成本增加。因此該系統(tǒng)目前的應(yīng)用較少。

1.3 蒸發(fā)冷卻技術(shù)

蒸發(fā)冷卻技術(shù)是利用水蒸發(fā)冷卻原理，采用直接蒸發(fā)或者間接蒸發(fā)的方式獲得冷風(fēng)的技術(shù)。根據(jù)蒸發(fā)方式的不同分為直接蒸發(fā)冷卻技術(shù)和間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)[27]。直接蒸發(fā)冷卻技術(shù)具有風(fēng)量大、溫差小，冬季加濕效果好等優(yōu)點(diǎn)，間接蒸發(fā)技術(shù)具有效率高，不易堵塞等優(yōu)點(diǎn)[28-29]。

何華明[30]對(duì)不同地區(qū)通信機(jī)房節(jié)能改造方案進(jìn)行研究，總結(jié)全年節(jié)能率的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式。結(jié)果表明，采用蒸發(fā)冷卻方法進(jìn)行降溫可以顯著提高節(jié)能效果，尤其在西藏等地區(qū)，節(jié)能率可達(dá)47%～95%。范坤等[31]對(duì)蒸發(fā)式冷卻技術(shù)在機(jī)房空調(diào)中的應(yīng)用做了介紹，分析了直接蒸發(fā)和露點(diǎn)間接蒸發(fā)的優(yōu)缺點(diǎn)。黃翔等[32,33]針對(duì)蒸發(fā)式冷氣機(jī)在冬季不能很好控制室內(nèi)濕度的問(wèn)題，對(duì)直接蒸發(fā)冷卻空調(diào)進(jìn)行了優(yōu)化。采用氣流組織方式，使冷空氣先經(jīng)過(guò)冷負(fù)荷集中的區(qū)域，提高節(jié)能效果。并對(duì)不同地區(qū)的節(jié)能潛力進(jìn)行了評(píng)估。穆正浩等[34]對(duì)寧夏中衛(wèi)某數(shù)據(jù)中心的直接式蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行研究，計(jì)算了不同工況下系統(tǒng)的能耗情況，結(jié)果表明該系統(tǒng)年均PUE 約為1.25，屬于較高水平。李婷婷等[35]分析了蒸發(fā)式冷氣機(jī)在嚴(yán)寒地區(qū)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的可行性，并分析了結(jié)露、排風(fēng)及潔凈度等因素對(duì)制冷效果的影響。計(jì)算表明，采用蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造后，東北某數(shù)據(jù)中心的節(jié)能率可達(dá)60%～80%。劉凱磊等[36]對(duì)干空氣能集中空調(diào)系統(tǒng)的特性進(jìn)行了分析，并針對(duì)數(shù)據(jù)中心的特點(diǎn)提出兩種改造形式：直接使用新風(fēng)與封閉冷通道相結(jié)合以及間接使用新風(fēng)與封閉熱通道相結(jié)合。通過(guò)對(duì)兩種方案在西北地區(qū)的節(jié)能效果對(duì)比，發(fā)現(xiàn)方案二在干燥地區(qū)節(jié)能效果更高。

蒸發(fā)冷卻技術(shù)可以將室內(nèi)與室外環(huán)境隔離，保證機(jī)房?jī)?nèi)部環(huán)境不收干擾，對(duì)提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性有良好的效果。然而還有一些亟需解決的問(wèn)題，如局部熱點(diǎn)和室內(nèi)濕度控制等，需在進(jìn)一步研究解決[37～38]。

2 水側(cè)自然冷卻技術(shù)

水側(cè)自然冷卻技術(shù)是指直接使用自然冷源通過(guò)冷卻水的設(shè)施，從而保證在冷卻的過(guò)程中不對(duì)內(nèi)部環(huán)境造成影響。水側(cè)自然冷卻技術(shù)主要分為直接式和冷卻塔式兩種。

在直接水冷式自然冷卻系統(tǒng)中，自然低溫水被直接引入數(shù)據(jù)中心進(jìn)行冷卻，不需經(jīng)過(guò)任何換熱過(guò)程。在國(guó)外，有很多數(shù)據(jù)中心對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行了嘗試，如Google 位于芬蘭的數(shù)據(jù)中心，其年均PUE 約為1.14。Elahee 等[39]對(duì)應(yīng)用深海層海水作為自然冷源的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行研究，結(jié)果顯示，該系統(tǒng)的能耗要求比常規(guī)冷卻系統(tǒng)低94%。國(guó)內(nèi)最早采用直接水冷式自然冷卻技術(shù)的是阿里巴巴公司，其位于千島湖的數(shù)據(jù)中心采用湖水作為自然冷源，可實(shí)現(xiàn)年均PUE 為1.3[40]。直接水冷式自然冷卻具有較好的節(jié)能效果，但是該技術(shù)其對(duì)自然冷源的依賴性很高，因此，數(shù)據(jù)中心往往選址靠近湖海。這使得該技術(shù)的應(yīng)用具有一定的局限性，目前直接式的應(yīng)用較少。

冷卻塔技術(shù)是指利用自然冷源通過(guò)冷卻塔制取低溫水，從而對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行冷卻的技術(shù)。該技術(shù)是目前數(shù)據(jù)中心應(yīng)用最廣泛的自然冷卻技術(shù)之一。折建利等[41]蘭州某數(shù)據(jù)中心的冷卻塔自然冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)節(jié)能效果顯著。張素麗[42]以上海、北京、呼和浩特三個(gè)典型氣候?yàn)槔治隽死渌到y(tǒng)的相對(duì)節(jié)能性。發(fā)現(xiàn)具有較長(zhǎng)過(guò)渡季節(jié)的地區(qū)更適合設(shè)置部分自然冷卻。且隨著緯度的上升，自然冷卻時(shí)間增長(zhǎng)，節(jié)能優(yōu)勢(shì)更明顯。宮曄等[43]使用冷卻塔自然冷卻技術(shù)對(duì)大連某數(shù)據(jù)中心做節(jié)能改造，結(jié)果顯示，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)31.23%的節(jié)能率和1.348 的PUE。曾曉慶[44]研究表明采用冷卻塔進(jìn)行供冷，在一定范圍內(nèi)，隨著供水溫度的升高，自然冷卻時(shí)間增加，系統(tǒng)自然供冷節(jié)能率可提高。

當(dāng)室外濕球溫度較低時(shí)，該技術(shù)是一種比較好的自然冷卻方案。但是使用該技術(shù)時(shí)，必須對(duì)冷水溫度進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，在嚴(yán)寒地區(qū)需要采取防凍措施。

3 熱管自然冷卻技術(shù)

熱管冷卻技術(shù)是指通過(guò)熱管傳遞室外冷量的自然冷卻技術(shù)。該技術(shù)具有較強(qiáng)的溫度控制性能，并且能夠在小溫差下進(jìn)行傳熱。和傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)相比，熱管技術(shù)具有更好的氣流組織，很大程度上減少了局部熱點(diǎn)的存在。由于熱管自然冷卻不會(huì)對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)和濕度產(chǎn)生影響，能夠更好的利用自然冷源，傳熱效果更好。因此，近年來(lái)熱管自然冷卻技術(shù)越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視。熱管自然冷卻系統(tǒng)可以分為分離式，復(fù)合式和蓄冷式三種。

分離式熱管系統(tǒng)可直接對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行冷卻而不需要機(jī)械制冷，但環(huán)境溫度較高時(shí)，需要蒸汽壓縮系統(tǒng)輔助制冷。

田浩等[45-47]設(shè)計(jì)了一個(gè)分離式熱管空調(diào)系統(tǒng)，并提出使用多級(jí)熱管對(duì)傳統(tǒng)熱管進(jìn)行優(yōu)化。研究表明，最佳充液率約為80%。通過(guò)模擬發(fā)現(xiàn)，在上海天氣條件下，系統(tǒng)平均COP 可達(dá)11.8。Zhu 等[48]提出一種計(jì)算通信基站使用分離式熱管換熱器的運(yùn)行性能和能耗的仿真方法，模擬結(jié)果表明熱管系統(tǒng)是一種高效節(jié)能的方法。Ding 等[49]對(duì)分離式熱管空調(diào)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行效果進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果表明：該系統(tǒng)在冬季的PUE 可達(dá)1.2，相比于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)，節(jié)能率為48.3%。Samba 等[50]設(shè)計(jì)了一種帶有傾斜冷凝器的熱虹吸回路，用于冷卻室外機(jī)柜中的電氣設(shè)備，并研究了不同因素對(duì)其效果的影響。結(jié)果顯示，采用熱虹吸循環(huán)冷卻系統(tǒng)的通信設(shè)備的最大熱負(fù)荷是傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)的兩倍。凌麗[51]研究微通道分離式熱管換熱器的性能，對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)下的系統(tǒng)換熱機(jī)理進(jìn)行了說(shuō)明。結(jié)果顯示利用湖水源的水冷多聯(lián)分離式熱管系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)房的節(jié)能率高達(dá)64.82%。

復(fù)合式熱管系統(tǒng)將分離式熱管單元與蒸氣壓縮制冷單元通過(guò)蒸發(fā)冷凝器結(jié)合為一個(gè)整體，在一定程度上減少了初始投資。馬國(guó)遠(yuǎn)等[52]提出一種加入制冷劑泵的復(fù)合熱管系統(tǒng)。結(jié)果表明盡管添加制冷劑泵使得該系統(tǒng)能耗增加，但當(dāng)室外溫度低于15 ℃時(shí)，節(jié)能率可達(dá)到36.57%。Han 等[53-55]將熱虹吸循環(huán)冷卻系統(tǒng)與蒸汽壓縮制冷循環(huán)相結(jié)合研發(fā)出一種復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)。并設(shè)計(jì)了一種自操作的三通活塞閥等部件，減少熱管模式的流動(dòng)阻力，使得制冷效果大幅提高。測(cè)試結(jié)果表明，與常規(guī)制冷系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)節(jié)能率可達(dá)30%以上。張海南等[56-58]提出一種新型機(jī)械制冷/回路熱管機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)，并利用三介質(zhì)換熱器機(jī)械制冷回路與回路熱管相耦合，實(shí)現(xiàn)二者可切換工作。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在濟(jì)南氣候環(huán)境下，相比于傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的節(jié)能率為40%。王鐵軍等[59-61]開(kāi)發(fā)出一種熱管復(fù)合式制冷系統(tǒng)，該系統(tǒng)將熱管與壓縮制冷單元結(jié)合起來(lái)可實(shí)現(xiàn)二者協(xié)同工作，大大提高熱管工作時(shí)間。

環(huán)境溫度對(duì)熱管系統(tǒng)的冷卻能力有很大的影響，這也對(duì)其穩(wěn)定性和可靠性造成了一定的影響。為了克服這些缺點(diǎn)，蓄冷式熱管系統(tǒng)將傳統(tǒng)熱管與蓄冷裝置結(jié)合起來(lái)，在一定程度上增加對(duì)自然冷源利用的合理性。王子彪等[62]將熱管蓄熱空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用于東北某數(shù)據(jù)中心，結(jié)果顯示，改造后系統(tǒng)PUE 降低到1.51，自然冷卻全年使用時(shí)間可達(dá)6567 小時(shí)，年節(jié)能率為28%。作者提出，在北方地區(qū)，使用該系統(tǒng)可以獲得更好的節(jié)能效果。Mochizuki 等[63]提出一種采用熱管蓄冷對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行冷卻的方法。該系統(tǒng)利用熱管的虹吸特性，在溫度較低時(shí)，將冷涼儲(chǔ)存在熱管中，然后再溫度較高時(shí)，使用儲(chǔ)存的冷涼對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行冷卻，從而減小數(shù)據(jù)中心的能耗。Sundaram 等[64]設(shè)計(jì)了一種由PSM（相變材料）和兩相閉式熱虹吸組成的冷卻系統(tǒng)，在白天，當(dāng)室外溫度高于室內(nèi)溫度時(shí)，設(shè)備散發(fā)的熱量?jī)?chǔ)存在蓄熱單元內(nèi)。在夜間，環(huán)境溫度低于室內(nèi)溫度時(shí)，儲(chǔ)存的熱量通過(guò)熱虹膜釋放到外界。這樣熱能儲(chǔ)存裝置就儲(chǔ)存夠了足夠的冷能量，可以用來(lái)對(duì)電子設(shè)備進(jìn)行冷卻。

4 自然冷卻技術(shù)的局限性

應(yīng)用自然冷卻技術(shù)可以在降低數(shù)據(jù)中心的能耗，但同時(shí)也存在一定局限性。對(duì)于風(fēng)側(cè)自然冷卻技術(shù)而言，直接式雖然節(jié)能效果好，但是無(wú)法避免室外空氣污染對(duì)設(shè)備的危害，且難以對(duì)室內(nèi)溫濕度進(jìn)行控制。因此必須在氣候條件合適的地區(qū)使用。由于轉(zhuǎn)輪價(jià)格昂貴，效率有限，體積龐大，導(dǎo)致間接式風(fēng)側(cè)自然冷卻系統(tǒng)初始投資較高，因此工程實(shí)例很少。蒸發(fā)冷卻中空氣被加濕，無(wú)法很好地控制機(jī)房?jī)?nèi)溫濕度，且由于消耗水所帶來(lái)的電能損耗也會(huì)使PUE 變大。

對(duì)于水側(cè)自然冷卻技術(shù)而言，直接式水側(cè)自然冷卻對(duì)地點(diǎn)要求比較苛刻，在設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)考慮廢水對(duì)當(dāng)?shù)厮|(zhì)以及生態(tài)化境的影響，冷卻塔自然冷卻系統(tǒng)雖然是目前應(yīng)用最廣泛的技術(shù)，但是自然冷卻轉(zhuǎn)換溫度的取值目前還未得出一致的結(jié)論，因此對(duì)計(jì)算的結(jié)果往往存在較大差異，在嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)，冷卻塔必須設(shè)置可靠的防凍技術(shù)措施，包括報(bào)警，調(diào)控和必要的應(yīng)急加熱防凍措施。

在今后的研究中，為了熱管自然冷卻技術(shù)能夠在實(shí)際應(yīng)用中更好地起到節(jié)能效果，還需要進(jìn)一步考慮制冷劑的分配與泄露、冷量衰減、室外機(jī)連接管與高差、機(jī)械制冷空調(diào)機(jī)組與熱管空調(diào)機(jī)組間配合等問(wèn)題。

此外，自然冷卻系統(tǒng)的投資、運(yùn)行、維護(hù)成本也是在數(shù)據(jù)中心的生命周期內(nèi)必須加以考慮的問(wèn)題。

5 總結(jié)與展望

1）自然冷卻技術(shù)是是數(shù)據(jù)中心節(jié)能的重要手段，每種自然冷卻技術(shù)都有其適用范圍，在選擇自然冷卻技術(shù)時(shí)應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)貧夂?，空氣品質(zhì)，水源以及初始投資等因素，因地制宜的選擇合適的自然冷卻技術(shù)。

2）隨著數(shù)據(jù)中心的進(jìn)一步發(fā)展，今后數(shù)據(jù)中心冷卻技術(shù)要著力解決高密度設(shè)備散熱問(wèn)題，對(duì)機(jī)房散熱進(jìn)行全局化、模塊化、系統(tǒng)化的管理。在節(jié)能的同時(shí)要充分考慮安全的問(wèn)題，這樣才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的綠色節(jié)能環(huán)保。