在全球碳排放总量中,信息通信技术设备的贡献在2040年将达14%,达到交通运输碳排放的一半以上,数据中心的能耗占其中的很大一部分。在全社会履行节能减排的大环境下,数据中心的节能减排越来越受到厂商和用户的重视。
看到图1,是否有点触目惊心?人类在享受工业化带来的便捷生活的同时,也给地球带来了沉重的负担和严重的环境污染,二氧化碳的过量排放,导致全球气候变暖。由于温度的上升,北极冰川面积逐年下降,预测到2100年,将仅剩下中间的一小块。到那时,北极冰川将近乎消失,珍惜的北极熊将无处生存。海平面将上升2.2m,一些岛屿和沿海城市将被淹没,我们人类赖以生存的陆地也会变小。近在咫尺的北戴河沙滩、远在万里之外的马尔代夫,都可能仅保存在照片中了。气候变化对全球自然生态系统也产生显著影响,除了温度升高,极端气候事件也频繁发生,这给人类生存和发展带来严峻挑战。
图2显示二氧化碳的排放量趋势。过去150年,随着工业化的进程,全球二氧化碳的排放量急剧增加。从1950年到2015年,全球二氧化碳的排放量增长迅猛,这时期也是我国经济建设高速发展的阶段。到2015年中国GDP占比已经超过了世界GDP总量的14%,14%的GDP对应多大比例的二氧化碳排放比例呢?图中显示,我国二氧化碳排放比例已经占到全球的24%,14%和24%这两个数据对比,明显不合比例,虽然有经济结构的元素,但是这也说明我国的节能减排的任务很重,我们有很长的路要走,这需要我们共同努力,来保护我们和子孙后代赖以生存的环境。
面对全球变暖的问题,联合国也是多次召开气候变化大会商讨遏制变暖的策略。在第11届联合国气候大会,第21次缔约方大会上,中国提出了自己的自主贡献目标。国家目标的实现,离不开每一个企业的贡献。说到支持国家的节能减排目标,降低碳排放,我们通常会认为,石油、化工、钢铁冶炼等高污染、高能耗行业才是碳排放的主要”元凶”。而近加拿大麦克马斯特大学研究人员发布的一项新研究,颠覆了大众的认知。研究人员认为,智能手机等信息通信技术产品也是全球变暖的推手之一。在全球碳排放总量中,信息通信技术设备的”相对贡献”从2007年占1%,到2020年可能升至3.5%,终在2040年可能达14%,达到交通运输碳排放的一半以上。与智能手机等信息通信技术配套的数据中心,已经成了能源消耗大户。数据中心的建设运营产生了大量的温室气体排放,给资源和环境带来了巨大的挑战。
谈及数据中心的节能降耗,工业和信息化部、国家机关事务管理局、国家能源局三部门联合印发了《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》,提出到2022年全国新建大型、超大型数据中心PUE值需达到1.4以下,如图5所示。
要达到这个目标,需要先了解数据中心的能耗占比PUE。
图6是PUE值=2的传统数据中心机房的典型能耗分布图,从图中我们不仅可以非常直观地观察到在数据中心机房中各种用电设备耗电量的统计分布状态。而且它还能非常清晰地暗示我们为了大限度地降低数据中心的总能耗,它的大节能降耗潜力何在。IT设备用电占50%,空调压缩机制冷系统能耗占比位居第二。要降低PUE值,需要尽可能的降低制冷等辅助设备的用电量。
针对目前的发展趋势，冰河冷媒集团开发了冰河改性氟化液产品，为需要高效散热的数据中心、发热元件、电子芯片等提供了高效、安全的解决方案。冰河改性氟化液是一种高稳定性全氟液态物质，具有无色、无味、无毒、安全、与水不溶、良好的热稳定性、环境友好等特点。
冰河改性氟化液产品拥有非常适中沸点（约50℃），汽化潜热高（121.7kJ/(kg·K)，应用于数据中心服务器的浸没式相变液冷时，在工作过程中利用蒸发热带走热量，无需空调制冷，大大降低机房功耗，电源使用效率（PowerUsageEffectiveness，PUE）达到1.1以下，较传统空调风冷节能85%以上。冰河改性氟化液具有优异的电绝缘性能，介电强度达到55kV，不会对精密电子仪器设备造成损伤。同时具有理想的化学惰性，无燃点、闪点，不燃不爆，使用安全性好。冰河改性氟化液还具有优良的导热性能，良好的流动性以及系统相容性，臭氧消耗潜值（OzoneDepletionPotential，ODP）为0，全球变暖潜能值（GlobalWarmingPotential，GWP）为7，环境友好，对臭氧层无破坏，具有广泛的适用性。
冰河改性氟化液应用于数据中心浸没式液冷系统典型示意图如图7所示。服务器可高密度放置于密封的冷却箱中，利用冰河改性氟化液浸没服务器的主要散热部件。服务器运行时，散热部件产生大量的热，加热改性氟化液冷却剂；由于该冷却剂的沸点较低，立即达到沸腾，使冷却剂从液态转化为气态，蒸发带走热量，达到散热的效果。冷却剂的蒸汽在上方的冷凝器上冷凝成液体回流到浸没液中，从而实现循环使用。
图7冰河改性氟化液数据中心浸没式液冷系统示意图
冰河改性氟化液直接与服务器各部件接触，传热速度快，可节能85%以上；设备简单；可实现服务器的高密度集成化，节约80%以上空间；冷却液和冷却水都是在系统内循环，冷却液和水的损耗较小，运行费用低。