雖然許多數(shù)據(jù)中心都希望采用自然冷卻(僅使用外部空氣溫度)，但這種冷卻方法無(wú)法在各種地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，因此數(shù)據(jù)中心通常會(huì)使用某種形式的空調(diào)設(shè)備來(lái)冷卻IT設(shè)備。
空調(diào)制冷系統(tǒng)因其對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不良影響而受到抨擊，其中是他們使用的制冷劑的全球變暖潛能值(GWP)。如今的法規(guī)正在生效，將減少現(xiàn)有制冷劑的使用，并用更環(huán)保的制冷劑取而代之，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)中心使用的設(shè)備產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
變化即將來(lái)臨
冷卻器中使用的HFC制冷劑由于其全球變暖潛能值(GWP)較高而逐漸被淘汰。其結(jié)果是提高氫氟碳化合物的價(jià)格，并將供應(yīng)商推向采用其他制冷劑。所以制冷設(shè)備制造商似乎不得不提高價(jià)格或使用新的制冷劑。
而如果歐盟溫室氟化氣體法規(guī)持續(xù)監(jiān)管，那么氫氟碳化合物的價(jià)格將會(huì)上漲，其市場(chǎng)變化和成本的壓力將增加。然而問(wèn)題是，這種替換還具有一些缺點(diǎn)：它們通常價(jià)格更昂貴。此外，制冷劑替換品通常是易燃的。
為什么國(guó)際環(huán)境規(guī)則要求人們?cè)跀?shù)據(jù)中心中使用這種易燃液體?Stulz公司產(chǎn)品經(jīng)理Natascha Meyer解釋說(shuō)，這實(shí)際上是不可避免的。他說(shuō)，“全球變暖潛能值(GWP)較低意味著制冷劑在進(jìn)入大氣層時(shí)會(huì)迅速降解。確保這一點(diǎn)的唯一方法是使其具有化學(xué)反應(yīng)性。然而，化學(xué)反應(yīng)性高通常也意味著高可燃性，會(huì)給工作人員和機(jī)器設(shè)備帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)。”
Vertiv公司產(chǎn)品營(yíng)銷總監(jiān)Roberto Felisi表示，有些制冷產(chǎn)品的全球升溫潛能值低，易燃性相對(duì)較低，但可能更加讓人不可接受，因?yàn)樗鼈冇卸?。他說(shuō)，“有些數(shù)據(jù)中心采用氨氣制冷。氨氣是天然的、不易燃，但是安全嗎?誰(shuí)會(huì)在室內(nèi)存放和使用氨氣?”
這些制冷劑除了有毒之外，并且價(jià)格昂貴。Meyer表示不可能采用R1234 YF制冷劑，他說(shuō)，“它與水反應(yīng)形成氫氟酸，在市場(chǎng)上的稀缺性使其價(jià)格過(guò)于昂貴。”
采用可能性最大的是R1234 YF制冷劑。企業(yè)可以修改冷卻器以使用這種制冷劑，但仍然存在一些問(wèn)題，Meyer說(shuō)：“我們修改了Cyber??Cool 2冷卻器以使用這種制冷劑。但是，R1234ze具有體積冷卻能力較低。因此，最初在規(guī)定區(qū)域內(nèi)提供1,000kW冷卻能力的冷水機(jī)組現(xiàn)在只能達(dá)到750kW。”
而進(jìn)行改造的冷卻器的能源效率較低，客戶將使用占用空間更大的制冷單元，這可能是數(shù)據(jù)中心建筑建設(shè)和部署的重要考慮因素。因此，企業(yè)將繼續(xù)購(gòu)買和維護(hù)基于R134a和R410a的冷水機(jī)組，并將面對(duì)氟化氣體法規(guī)的影響。
他們將不得不為制冷劑支付更多的費(fèi)用，這些價(jià)格變化將是不可預(yù)測(cè)的。Meyer警告說(shuō)，2016年的用戶可能已經(jīng)大量存儲(chǔ)了一些制冷劑，因此其價(jià)格大幅上漲周期被推遲了。正如Felisi所闡述的那樣，“其價(jià)格漲幅遠(yuǎn)高于人們的預(yù)測(cè)。R134a的價(jià)格從每公斤7歐元增加到40歐元(8～46美元)，相當(dāng)于增加了5倍。”
難以承受的成本
Felisi指出，“制冷劑的成本只有冷水機(jī)組價(jià)格的幾個(gè)百分點(diǎn)。然而，這種成本將繼續(xù)增加。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這可能意味著現(xiàn)有的冷水機(jī)組將具有更高的維護(hù)成本，并且可能會(huì)更頻繁地進(jìn)行更換。”
對(duì)于規(guī)模較小的制造商來(lái)說(shuō)，這些成本變化可能更難以承受，而規(guī)模較大的制造商可能能夠使用他們的巨大的購(gòu)買力獲得價(jià)格更低的氟化氣體，以維護(hù)和更換那些原有的制冷系統(tǒng)。
Felisi說(shuō)采用改變制冷劑的方法，可以對(duì)冷卻劑進(jìn)行混合，并使全球變暖潛能值(GWP)從1500降低到600，但這些制冷劑輕度易燃。
這將對(duì)數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響，使冷卻分離系統(tǒng)不那么受歡迎，并將促進(jìn)循環(huán)冷凍水的系統(tǒng)的發(fā)展。
冷卻分離系統(tǒng)已經(jīng)獲得了一定的進(jìn)步和發(fā)展，循環(huán)制冷劑以提供局部冷卻，甚至將實(shí)際冷卻裝置放入機(jī)架，似乎是一個(gè)好主意。然而，它們需要更長(zhǎng)的管道，需要更多的制冷劑，因此其成本變得過(guò)于昂貴(或者如果更易燃的冷卻劑流通則會(huì)很危險(xiǎn))。
“在冷卻分離系統(tǒng)中，要100米長(zhǎng)的管道。”Felisi說(shuō)，而制冷劑的成本可能是冷卻分離系統(tǒng)運(yùn)行成本的10%，采用冷卻分離系統(tǒng)變得不再經(jīng)濟(jì)可行。”
最有可能的結(jié)果是將空調(diào)機(jī)組安裝在設(shè)施外，并在現(xiàn)場(chǎng)采用循環(huán)冷凍水。這樣可以減少制冷劑的使用，并避免在機(jī)房空間區(qū)域內(nèi)循環(huán)使用易燃材料。
“人們?cè)絹?lái)越多地看到冷凍水解決方案的應(yīng)用。”Felisi說(shuō)，“在冷凍水系統(tǒng)中，制冷劑安裝在建筑物外部的封裝單元中。這一舉措還可能提高效率，因?yàn)橥獠坷鋮s器與絕熱蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)相結(jié)合更容易。”
當(dāng)然，使用水冷具有一定的缺點(diǎn)，因?yàn)榭赡艹杀靖甙夯蛟谔囟▍^(qū)域的水供應(yīng)短缺。
與所有環(huán)境決策一樣，需要權(quán)衡利弊。增加用水量以減少制冷劑的影響可能會(huì)對(duì)某些地區(qū)產(chǎn)生負(fù)面的環(huán)境影響。
與此同時(shí)，數(shù)據(jù)中心建設(shè)者采用效率較低的冷風(fēng)機(jī)的舉措以減少制冷劑的影響，這意味著數(shù)據(jù)中心將消耗更多的能源，并且可能具有更高的碳足跡。
氟化氣體法規(guī)對(duì)氫氟碳化合物的影響
冷水機(jī)組目前使用氟化碳?xì)浠衔?，其全球變暖潛能?GWP)比二氧化碳要高出數(shù)千倍。兩個(gè)主要元兇是用于高達(dá)幾百kW的制冷系統(tǒng)的R410a，用于大型冷卻系統(tǒng)的R134a。
如果這給人們一種似曾相識(shí)的感覺(jué)，那是因?yàn)橹评鋭┰诃h(huán)境方面經(jīng)常更換。氫氟碳化合物本身僅作為氯化碳?xì)浠衔锏奶娲范唤褂糜诓煌沫h(huán)境影響，這是因?yàn)閷?huì)侵蝕臭氧層。
“幾年前，人們采用R22，然后改為R47c，而制冷行業(yè)如今又改為采用R410a。”Vertiv公司產(chǎn)品營(yíng)銷總監(jiān)Roberto Felisi說(shuō)。“冷卻行業(yè)15年來(lái)已經(jīng)第三次更換制冷劑。”
而這一次的制冷劑的逐步淘汰，是由于實(shí)施歐洲的2015年“F氣體”法規(guī)，規(guī)定了供應(yīng)產(chǎn)品的大型化學(xué)公司可以生產(chǎn)和銷售(或進(jìn)口)的數(shù)量上限。
這只是一個(gè)在歐洲實(shí)施的法規(guī)，如果客戶在歐盟以外的地方，冷卻產(chǎn)品生產(chǎn)商在歐盟以外使用那些制冷劑。
然而，相關(guān)機(jī)構(gòu)2016年在盧旺達(dá)通過(guò)了一項(xiàng)限制和減少氟化氣體的全球協(xié)議，并將于2019年開(kāi)始生效。值得記住的是，數(shù)據(jù)中心只是空調(diào)市場(chǎng)的一小部分，其主導(dǎo)地位仍然是舒適性空調(diào)。其市場(chǎng)規(guī)模巨大，而采用氫氟碳化合物的全球變暖潛力也將變得十分巨大，盧旺達(dá)協(xié)議被視為避免全球變暖的最重要的一步。
人們認(rèn)為，特朗普領(lǐng)導(dǎo)的美國(guó)政府有可能會(huì)像巴黎的氣候變化協(xié)議那樣退出盧旺達(dá)的協(xié)議，但這個(gè)協(xié)議仍然將會(huì)實(shí)施。
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