隨著信息技術的高速發(fā)展，現代社會對數據的需求量以及數據的處理速度都有非常高層次的需求。從2018年至今，共有7次中央級會議或文件明確表示加強新型基礎設施建設，黨中央和國務院對新基建的重視程度不斷強化。2020年4月，國家發(fā)改委明確了“新基建”主要內容，其中包括要大力發(fā)展以數據中心、智能計算中心為代表的算力基礎設施等。
數據顯示，2019年我國數據中心(IDC)市場規(guī)模達到1560.8億元。隨著5G商業(yè)化進程加速、流量持續(xù)增長，云計算和邊緣計算需求會繼續(xù)增加。預計國內IDC產業(yè)規(guī)模于2022年將達到3482億元，2019年至2022年三年的復合增速達30.7%。
隨著數據中心的數量急速攀升，相應的用電量也在急劇增加，已對電力供應提出新的挑戰(zhàn)。數據中心巨大的能耗量主要集中在IT設備和空調系統(tǒng)上，數據中心IT設備和空調冷卻系統(tǒng)能耗量整體占數據中心能耗量的80%至90%左右，另外照明、配電等系統(tǒng)占10%。衡量數據中心是否節(jié)能的指標之一為電能利用率PUE（Power Usage Effectiveness，PUE=數據中心年總耗電量/信息設備年總耗電量）。
2019年2月，《關于加強綠色數據中心建設的指導意見》出臺，要求到2022年，數據中心平均能耗基本達到國際先進水平，新建大型、超大型數據中心的PUE達到1.4以下。IT設備由于算力的增加，降耗幾乎沒可能，所以要在數據中心冷卻技術方面著手，降低數據中心冷卻能耗。
項目依托清華大學研發(fā)成熟并應用的技術有：列間級冷卻方案、機柜級冷卻方案、服務器級冷卻方案、復合冷源技術、余熱利用技術和全局能效優(yōu)化技術。
列間級冷卻方案示意圖
頂置式冷卻方案示意圖
將列間級冷卻方案和機柜級冷卻方案與復合冷源技術相結合，經測算，在低溫情況下，PUE可以達到1.04的水平，列間級和機柜級冷卻方案的PUE在全溫度范圍內均低于1.29。采用服務器級冷卻技術時，全氣候范圍內的PUE值基本相同，全年平均值約為1.11。如果采用余熱利用技術，為工農業(yè)生產、居民區(qū)供熱（水），綜合節(jié)能效果可達到理想的高度。
架空地板下送風形式氣流組織示意圖
與傳統(tǒng)冷卻技術比較，按傳統(tǒng)架空地板下送風形式冷卻系統(tǒng)機架數為10000個，單機柜5kW計算。采用新型冷卻技術，可比傳統(tǒng)方式節(jié)電7900萬kWh/年，按0.7元/kWh計算，則可節(jié)省5530萬元/年，可完全覆蓋增加的投資成本。從環(huán)境效益分析，7900萬kWh/年相當于減少燃煤消耗25280噸，減少二氧化碳排放5.5萬噸。使用余熱利用技術和全局能效優(yōu)化技術，節(jié)電效率能達到更高水平。
綜上所述，在政府的統(tǒng)籌和支持下，對既有的數據中心進行改造，或在新建數據中心中使用以上技術，打造國際領先的分布式或集中式綠色節(jié)能數據中心示范基地，可極大提升城市（區(qū)域)的社會形象和社會影響力，也會帶來巨大的社會效益和經濟效益。
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