冷却系统和技术

数据中心冷却系统是 IT 运维中最为关键且能耗最高的环节之一，通常占总能耗的30%以上。选择合适的冷却系统对运行效率和操作可靠性有决定性影响。而所采用的冷却系统又决定了需要在哪些测量点安装何种传感器。本文就此提供了如下概述：

• 常见的数据中心冷却系统类型；
• 冷却系统对测量技术的要求；
• E+E 传感器如何支持数据中心实现稳定、符合标准的运行；

冷却：数据中心能效和稳定性的最大杠杆

国际能源署  (IEA)  的预测显示，到2030年全球数据中心电力消耗将达到翻倍。面对这一快速增长的能源需求，实现高效冷却正成为数据中心经济且可持续运营的决定性因素。其要求相当严苛：

• 配置不当或监测不足的系统不仅导致高额运营成本，还会增加故障风险。调查显示31%的数据中心每年经历至少一次断电。
• 服务器送风温度每提高 1 °C，即可降低高达9%的制冷能耗。然而，只有在对整个数据中心的温度进行准确、全面的监控时，这一巨大的节能潜力才能安全实现。
• 关键行业标准和运营指南，尤其是ASHRAE（美国供热、制冷和空调工程师学会）发布的准则和欧洲 EN 50600 的系列标准，对数据中心的温度和湿度做出了明确规定。

任何不对数据中心冷却系统进行监测的运营商，就是在浪费能源，且其数据中心面临极大的断电风险。

风冷：数据中心冷却领域的成熟方案

风冷仍然是大多数现有数据中心设施中的标准冷却方案。基于风冷设计的数据中心采用冷热通道隔离的原则，即让冷却的送风与服务器排出的热风进行严格分离。

冷通道与热通道的隔离

通道隔离有两种方式，其原理各不相同：

• 冷通道隔离（CAC）：将服务器获取冷却送风的冷通道进行封闭，使其与数据中心其他区域隔离。这可以有效防止冷空气在到达服务器之前与环境的热空气混合。
• 热通道隔离（HAC）：使用对热通道进行封闭的方法。服务器排出的热风被收集并直接送返至冷却系统。这样可使数据中心其他区域的温度保持较低水平。

两种方法均旨在提高返回制冷系统的回风温度，从而提升其效率。冷通道隔离（CAC）和热通道隔离（HAC）之间的选择，通常取决于建筑结构条件和 IT 基础设施的具体布局。

液冷：数据中心冷却的未来

随着机柜密度的增加，尤其是人工智能应用的驱动，风冷正逐渐接近其物理极限。业内预计，在未来5到10年内液冷技术将逐步补充甚至取代传统的风冷方案。在数据中心的液冷系统中，散热效率将得到显著提升。

液冷系统对测量技术的要求

数据中心采用液冷带来了新的测量挑战：

• 冷凝风险：在液体冷却系统中，必须准确监控机柜内的露点，以防止在关键部件表面产生冷凝。
• 冷却塔效率：为优化冷却塔的运行，精密测量湿球温度对于控制蒸发冷却至关重要。
• 冷却液质量：一个关键问题是冷却液中的水分含量。持续监测冷却液质量，例如使用 E+E 油中水分传感器，是保障冷却介质性能的必要条件。

E+E 传感器如何支持实现高效和安全的数据中心冷却

不同的冷却系统对传感器技术有着不同的要求。但决定性因素不仅在于测量什么，传感器的安装位置同样至关重要。传感器安装位置不当或精度不足，可能导致 IT 设备过冷或过热。要实现节能且防故障的运行，必须采用精密且长期稳定的传感器。温度测量精度提高 0.5 °C，即可使制冷能耗降低 4-5%。

E+E  传感器专为适应数据中心7x24小时不间断运行而开发，具备以下优势：

• 高测量精度，直接提升节能潜力（温度精度可达 ±0.1 °C）；
• 传感器镀膜提供防腐蚀保护；
• 具备自动恢复和冷凝保护功能，实现无漂移的高长期稳定性；
• 符合 ASHRAE、DIN EN 50600 / ISO/IEC 22237 标准；
• 可集成于 BMS/BAS 系统（Modbus RTU）；

怎样为冷却系统选择合适的 E+E 传感器？

针对数据中心不同类型的冷却系统，E+E Elektronik 提供相应的传感器解决方案。以下是各系统的关键监测参数及推荐传感器汇总：

^{表 1：E+E 传感器在数据中心的潜在应用}

数据中心冷却需要特定应用的测量技术

数据中心行业选择冷却系统是一项战略决策。风冷仍然是众多现有系统的标准配置。而液冷在高密度数据中心应用中正变得越来越重要。所有冷却方案的共同点是：缺乏有效的传感器监测数据，任何冷却系统都无法实现安全、高效且合规的运行。这需要适用的传感器测量技术。

E+E Elektronik 是您在精密监测各类数据中心冷却系统参数的可靠合作伙伴，为您提供量身定制、坚固耐用且易于集成的传感器解决方案。