什么是可持续性以及如何为数据中心带来利润?
可持续性是指不损害环境或消耗自然资源，从而支持长期的生态平衡。万搏manbext网页登录避免浪费，避免不可再生资源和污染，节约资源都是用来支持的行动万搏manbext网页登录可持续发展计划．
到2022年，数据中心的支出和扩张将达到2000亿美元。根据Gartner的数据®报告,数据中心在以下领域进行最大的投资，以支持可持续发展和降低运营成本。
1.更有效地利用空间
- 无服务器计算:越来越多的公司正在使用云服务，而不是建立自己的服务器。
- 托管:正在建设大型数据中心，为多个企业使用更现代、更高效的系统提供服务器。
2.边缘计算
将设备直接添加到生成数据的环境中。这包括物联网(IoT)，它将约800 - 850亿台智能设备连接到互联网。
3.人工智能(AI)
增加对人工智能的投资，以管理计算的执行方式。
4.绿色、可持续的技术
为减少能源和水的使用和减少碳足迹而采取的措施和改进。
适当的冷却水处理可以通过减少水和电的使用，有效地帮助数据中心支持可持续发展计划。但是，首先要了解为什么冷却对数据中心的运行至关重要，以及它如何影响水和能源消耗。
冷却数据中心:为什么数据中心需要冷却?
当数据中心为设备供电时，会产生废热，阻碍设备的效率。cpu散热不当会影响cpu的高效运行，cpu过热会导致服务器停机。
权力在哪里被使用?
- 冷却IT设备
- 业务运营和数据存储
- 网络基础设施或硬件
- 一般运营成本(“维持照明”)
服务器
当电流流过CPU时，晶体管就会开关，产生废热。服务器刀片每小时可以产生2000 - 4000btu。
crac vs. crah
数据中心的热量通过crah (computer room air handler)、crac (computer room air conditioning)和传统风道排出。CRAC有一个内置的直接扩展单元。像其他的空调一样，它使用一种制冷剂，从CPU中去除热量来冷却设备。旧的CRAC模型运行效率较低，根据需要关闭和打开。较新的机组有一个调制压缩机，这样它们就可以随着冷却需求的增加而扩大。
空气处理机对冷却非常有效。它们的工作原理是将设备中的热空气吹过一个充满冷冻水的线圈，通常由冷冻水厂提供。crah可以有变频驱动器，调节风扇或泵送速度，这样只需要消耗所需的电量来从设施中去除热量。
现有的数据中心可以通过优化空气处理和冷却水的冷却过程来减少能源使用。例如，利用蒸发冷却可以减少电力消耗，因为它可以去除与冷水机组相同数量的热量，同时使用更少的电力。它比压缩机和风扇耗电少得多。蒸发冷却也比热泵需要更少的能量。
废热也可以被捕获和回收。例如，亚马逊设施在西雅图，他们利用废热为附近的生物圈项目供暖。
数据中心可持续性指标
绿色网格是由一组数据中心组成的，他们认识到他们行业的高能源消耗水平，并开发了一套监测电力使用和电力消耗的指标:电力使用效率，有时也被称为效率，以及数据中心基础设施效率。相关指标包括碳利用效率和水利用效率。
电力使用效率(PUE)
PUE是衡量IT设备耗电量占设施总电量的比重的指标。计算公式如下:
一个平均的数据中心PUE大约是2.5，但是一个非常高效的数据中心PUE可能小于1.6。
数据中心基础设施效率(DCIE)
DCIE是IT电力消耗占设施总能源消耗的百分比。它被计算为PUE的逆。PUE为2.5相当于40%的DCIE。
碳利用效率(CUE)
CUE测量数据中心每天排放的碳气体，并与数据中心消耗的电量相关。美国40%的电力是通过清洁或绿色方法产生的，而60%是由化石燃料产生的。因此，减少数据中心的能源消耗也可以减少保持数据中心运行所需的发电所产生的二氧化碳排放。
用水效率(WUE)
WUE衡量的是一个设施用于冷却和其他建筑需求的用水量。
WUE是数据中心寻求改善现场可持续性的一个重要指标。减少或重复使用水用于数据中心的流程可以帮助您实现环境目标，同时实现成本节约。
实现现有数据中心的可持续发展目标
案例研究:化学清洗对PUE的影响
美国东南部一个2.3兆瓦的小型数据中心的年支出约为130万美元。冷却占电力负荷的1.035 mW, PUE计算为2.5。
万搏manbext手机版ChemTreat对冷却系统进行了化学清洗，以减少水垢，PUE降低了0.12，效率提高了10%。通过降低运行系统所需的电力负荷，相关的二氧化碳排放也减少了，每年节省电力5.9万美元。这很容易就抵消了化学清洗的费用。
下表显示了规模如何影响能源效率。
结果仅为示例。他们不能得到保证。实际结果可能有所不同。
直接液冷和PUE
冷却数据中心处理器的一种非常有效的方法是直接液冷，即将处理器计算机板浸入液体中。Allied Control公司在2015年使用非导电介质流体实现了PUE为1.02，降低了95%的冷却功耗和50%的整体设备功耗。
以前，使用热电流体是有问题的，因为许多是有毒的。然而，Allied能够为他们的系统生产一种环保的流体。
同样，微软通过将一个数据中心沉入海洋，实现了1.07的PUE。为了防止海洋颗粒和礁石物质的堆积(这可能会导致潜在的电力消耗增加)，使用高速冷却泵来阻止海洋生物附着在冷却通道上并在冷却通道中增殖。
通过数据中心设计改进CUE
- 位置的采购:较冷环境中的数据中心比炎热环境中的数据中心需要的能源更少。在较冷的气候中，更容易将数据中心的热量喷射到大气中。在较冷环境中的风冷式冷凝器也需要较少的水。智能管理冷却源，将热量喷射到大气中，是减少电力使用的一种非常有效的方法。在凉爽的环境中，数据中心通常使用蒸汽加湿器来交换温暖的室内空气和凉爽的室外空气。超声波加湿可以减少能源消耗，因为蒸汽会给环境增加热量，从而导致更高的冷却速度。转换为超声波加湿可以节省80%以上的加湿和调节费用。
- 升级设备:可以通过将旧服务器替换为更新的低功耗服务器来实现更高效的处理，并将旋转硬盘替换为固态硬盘来实现节能。旋转硬盘驱动器消耗更多的电力并产生废热。
- 人工智能和虚拟化(软件改进):AI可以优化cpu，并允许一些单元空闲，同时将数据处理集中在活动的cpu上。此外，通过虚拟化，单个服务器刀片可以操作整个虚拟机，将CPU利用率提高40-60%，并消除空闲处理器。在100个服务器上进行虚拟化就相当于种植1500多棵树或减少89辆汽车的碳排放。
通过有效的水处理提高水分利用效率
水分利用效率可以通过有效的水处理来改善腐蚀，沉积,生物淤积问题。一个没有沉积、生物污染和腐蚀的系统使用更少的能源和水。
利用优质水源
用水效率会受到地理区域和天气的影响。例如，当地水源可能含有高浓度的溶解矿物质。反渗透(RO)可以通过为冷却系统提供不含矿物质的高质量补充水来改善这种环境中的水消耗，否则矿物质会集中在冷却水中。
应用化学抑制剂
上面的水处理三角形说明了腐蚀、生物污染和沉积之间的相互联系。微生物会产生生物污垢，导致腐蚀和沉积。生物沉积是一些最绝缘沉积冷却系统可以体验。应用化学水处理抑制剂有助于减少这些影响，从而对数据中心设备的寿命、效率和生产力产生负面影响。
减少不必要的停机时间
大约20%的数据中心停机与冷却系统故障直接相关，包括IT和水冷却设备。对于一个10兆瓦的数据中心，处理水系统问题(如规模过大或设备污染)所需的停机时间可能高达每分钟5600美元，或每次事故高达50万美元。适当的水处理是保持可靠运行和保持低成本的重要组成部分。
额外的可持续发展指标和改进
除了减少能源、电力和水的消耗，电子处理效率应该考虑。这包括材料处理，如退役电子产品和设备回收的百分比。
的数据中心生产力(DCP)度量直接关注数据中心处理的质量，而不是用于实现它的工作。
- 数据中心可以购买可再生能源证书(REC)，类似于碳信用，以抵消其碳足迹。
- 改善这一指标的其他方法包括:
- 把荧光灯换成led灯。led产生的热量更少，每一代led都提高了效率和更好的光质量。
- 投资于耐候性和适当的建筑维护，根据需要升级隔热和设施。在北方环境中的设施可以在冬季使用一定程度的自由空气冷却和通风来冷却过程。
- 安装低流量的水龙头和厕所以减少用水量。收集空调的雨水和冷凝物对于减少水的消耗也非常有用。这两个来源产生的水非常纯净，所以不多预处理通常需要在冷却系统中直接重复使用。
- 向植树节基金会捐款、植树或捐赠时间可以抵消碳排放。
- 建议淘汰老式制冷剂R22，代之以现代制冷剂，因为R22会增加温室气体排放。
新数据中心的可持续性考虑因素
数据中心建设:调测数据中心
在调试新数据中心时，考虑水处理对于保证设备正常运行和使用寿命非常重要。近70%的早期设备故障可以追溯到设计、安装或设置方面的缺陷。运行前冷却系统的处理会影响这些系统的可靠性和使用寿命。
在施工时间表，这是明智的咨询水处理早在设计阶段。如果没有水处理知识，采购可能会做出不利于长期运行冷却系统的最佳决策。例如，为一座250吨的冷却塔选择镀锌钢水槽，将比不锈钢水槽节省4000至5000美元。然而，镀锌钢比不锈钢反应性强得多，处理成本更高，可能需要更早更换。
最晚，在验收或承包商测试阶段，应该引入水处理专家，因为建筑公司或承包商经常向水压试验设备注水，但很少使用必要的抑制剂或生物杀菌剂。
当承包商用未经处理的水测试设备时，在设备上线之前，设备通常会处于停滞状态。死水会引起腐蚀和微生物繁殖。如果滞留时间超过1-2周，就需要使用特殊的化学药剂。否则，当数据中心上线时，水可能是生锈的橙色，充满铁颗粒，很难实现良好的启动阶段，因为初始测试将受到水质受损的影响。
准备新系统
新设备在操作前必须进行清洁和脱脂，去除防锈剂和用于切割螺纹接头的油或油脂等，以减少表面细菌。新设备中存在的许多材料都是有机的，可以作为细菌和虫子的食物，增加了腐蚀潜力。
通过在接触水的设备上形成保护性的金属氧化物涂层，钝化冷却表面对于帮助保护铜、黄铜和钢设备免受腐蚀也很重要。
为了改善不良的启动实践，ChemTreat采用无腐蚀性酸的程序，在不溶解设万搏manbext手机版备母材的情况下从表面去除锈迹。微生物污染是用过氧化氢为基础的产品来清洗的，这些产品可以降解为氧和水的基本化合物。
缓解运行前不良结果:冷却系统清洗案例研究
冷却系统中的矿物垢阻碍了流动，阻碍了充分的冷却。万搏manbext手机版ChemTreat使用热红外摄像机来检查水流和温度。使用清洁化学品，成功地提高了流量和冷却效率。
热成像清洗前(左)和清洗后(右)
结果仅为示例。他们不能得到保证。实际结果可能有所不同。
建设可持续
花旗集团使用当地采购和回收的材料建造了一个数据中心，以最大限度地减少建筑的碳足迹。植物被纳入墙壁和屋顶，以帮助隔热，并增加了开放的窗玻璃，以提供日光和自然通风。
因此，该设施仅使用相同规模的数据中心所需的30%的电力，以及40%的典型供暖能源。反渗透系统每年为他们节省了大约1300万加仑的水。该设施获得了第一个能源与环境设计(LEED)白金认证。
处理数据中心
处理冗余:空闲系统
数据中心冗余包括在主设备出现问题时处于空闲状态的备份设备。由于抑制剂不定期流动，备用设备通常存在死水，容易发生点蚀和微生物生长。这些系统可能需要额外的护理和处理，因为水停留在金属表面并促进腐蚀。随着时间的推移，设备的损耗率会增加，因为腐蚀副产物的浓度会在死水中积聚，耗尽现有的抑制剂。
由于在闲置系统中没有进行漂洗和补充杀菌剂和抑制剂，也可能发生微生物大量繁殖。如果没有适当的铺层处理，在停滞的系统中，腐蚀速率会增加5 - 50倍，微生物会在停机期间增殖并产生大量生物污垢。
治疗概述
抑制剂的应用
抑制剂是数据中心常用的可靠治疗方案。然而，并不是所有的化学品都是环保的，一些基于磷酸盐和锌的化学品甚至在某些地区受到限制，这导致许多数据中心寻求无磷酸盐的选择。万搏manbext手机版ChemTreat提供非磷酸盐和非锌缓蚀剂作为我们的一部分333manbetx 产品线。
细菌抑制剂:杀菌剂
杀菌剂通常含有漂白剂或氯来控制细菌。卤素方案也可与漂白剂和溴的组合方案，这可以比漂白剂单独腐蚀性小。
腐蚀抑制剂
闭环中的缓蚀剂是数据中心的另一个标准应用。其中包括亚硝酸盐、用于保护黄色金属的唑、硼砂缓冲产品和钼。
阻垢剂
磷酸盐和聚合物被用于蒸发冷却塔，以帮助防止矿物结垢通过晶体修饰。
沉积抑制剂
聚合物沉积抑制剂用于防止悬浮固体的沉降。开放式再循环冷却塔特别容易出现悬浮固体问题。例如，如果冷却塔位于正在施工的区域，空气中的灰尘和碎片会进入开放系统，并在冷却水中积聚。
预处理/悬浮物处理
反渗透可以用来去除补水中的矿物质，这可以通过减少矿物质浓度的积累和降低水中矿物质的饱和度来节约用水。这减少了形成水垢和绝缘热交换表面的趋势。
治疗关注点:设备
数据中心的冷却设备通常效率很高。然而，效率并不能保证设备的寿命。
例如，高效热交换器管具有非常薄的壁，并且大多数是线膛，以创建湍流流动，以实现更有效的传热。薄壁允许高传热率，因为热量不需要通过很多材料。原材料成本也更低，因为在建筑中使用的材料更少，重量更轻也降低了运输成本。
然而，这种薄材料并没有留下太多的腐蚀空间。金属表面的步枪会捕获冷却水中的碎屑，造成腐蚀部位和区域细菌滋生，造成污垢，大大降低设备效率。
独特的装备选择
例如
在数据中心冷却应用中，蒸发冷却通常优先于冷水机，以提高PUE。例如是数据中心经常使用的小型蒸发冷却器的主要供应商/制造商。他们生产一种独特的绝热介质用于他们的产品。
他们的核心系统，绿洲®直接蒸发冷却系统，是一种智能冷却器，可以利用室外空气通过热交换器对数据中心进行冷却，不混合冷热空气。
通过将室外的冷空气吹过换热器，可以实现数据中心室内的制冷。如果外部空气太热，绿洲将切换到蒸发系统，在管道内发生冷凝。随着室内空气在蒸发系统，高达70%接近湿球温度可以实现。这会在数据中心内部产生比环境室外空气温度更低的冷却液或冷空气。Oasis机组的年PUEs可低至1.12-1.15。然而，它需要非常优质的化妆水，因此需要预处理，通常使用反渗透系统。
Vertiv Liebert
爱默生·利伯特，Vertiv Liebert®提供高效冷却系统。与芒特绿洲机组一样，该系统可以根据天气变化改变向大气中喷射热量的方法。
该系统可以利用蒸发冷却;将室内暖空气与室外空气直接交换;或者使用冷却回路将水从热交换器中拉出，确保水保持在露点以上，这样就不会发生凝结。这些机组能够实现PUE低于1.1。
绝热媒体关注
蒙特氏介质通常使用大约3-4年才需要更换。易结垢;建议使用反渗透水或非常优质的化妆水，以优化设备的使用寿命。
很少有抑制剂或杀菌剂被批准用于这种介质。Chem万搏manbext手机版Treat研发团队目前正在开发一条产品线，以帮助将该介质的寿命延长20-25%。
产品监控技术
确保水化学抑制剂在正确的参数范围内是可靠运行高性能冷却设备的关键组成部分。以前，定期抓取样品测试是用来监测产品浓度的。现在，系统利用在线监测进行实时控制。
万搏manbext手机版ChemTreat开发了一系列使用电子传感器监测荧光的产品。这些不需要使用试剂，降低了与在线分析仪相关的成本，在线分析仪操作泵和齿轮来添加试剂化学成分并进行测量。
荧光测量可以在线或手持设备进行，不需要任何样品调理。这消除了进行湿法测试所需的停机时间，以及处理和处理可能有毒的测试试剂化学物质的需要。
在线监控器可以自动将信息发送到数据记录器系统，允许授权人员实时查看数据，并使用它对冷却系统的更改做出明智的决定。
自动化的投资
自动化可以减少化学品的消耗，因为手动控制通常会导致高于必要的化学品水平。通过持续监测水系统，可以更好地了解日常化学需要量，并通过低饱和度运行来减少水的消耗。
这全面提高了程序性能，减少了监控冷却系统所需的人力，并为故障排除提供了有价值的数据。通常，节省的化学和水可以帮助支付升级和实时监控和自动化设备的费用。
案例分析:FlexPro + ClO2+自动化
一家大型数据中心的新空气处理器运行不到三年就出现故障。原因被确定为附在冷却系统空气处理机上的旧热能储存(TES)系统的水质差。
TES系统含有大量的碎片和悬浮固体。该系统没有自动化，微生物项目管理不善。当Chem万搏manbext手机版Treat公司被要求对系统进行修复时，化学物质被应用于清洁表面，并实现了自动化。
万搏manbext手机版ChemTreat的低营养FlexPro项目降低了系统中细菌生长的趋势。二氧化氯也被用于抑制细菌生长。
在清理了系统并安装了自动化技术后，数据中心开始每天监测细菌数量，该网站现在正在考虑实施在线ATP分析仪，可以确定在任何给定的分钟内水中有多少细菌。
该设施不再存在实现冷却目标的问题，并且自实施ChemTreat的建议以来，他们没有经历过一次CRAH故障。万搏manbext手机版
结果仅为示例。他们不能得到保证。实际结果可能有所不同。
数据中心运营可持续性的未来
走向绿色
数据中心在改善能源和水的消耗以及每次数据输出的碳排放方面已经取得了长足的进步，但在基础设施和其他改进方面的进一步投资仍在实施中。这些改进通常可以降低运营成本。
可持续发展工作对未来发展的影响
许多大型公司都承诺在未来几年实现碳中和，甚至100%使用可持续能源。这可能会推动可持续能源行业的发展，降低风车建设和太阳能电池板制造等项目的价格，增加未来可再生能源发电的机会。
万搏manbext手机版ChemTreat已准备好帮助您的数据中心走上可持续发展之路。立即申请咨询并与我们合作，我们将帮助您实现减少水和能源消耗的环境目标。
与所有其他技术一样，有必要进行尽职调查以确定使用这些方法的可行性。查阅设备手册和指南，并向当地水处理代表寻求指导，以满足您的特定需求，这始终是非常重要的。