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數據中心如何實現更低的PUE和更好的IAQ?

據報導,數據中心佔全球用電量的1.5%,在美國等一些複雜地區,這一比例可能高達2.5%以上。數據中心約35%-40%或更多的能源消耗用於冷卻IT設備。 雖然數據中心基礎設施顧問和運營商已經部署了許多節能系統/設備來節省能源,但仍有大約40%的數據中心以平均效率運行,PUE為1.5 – 2(電源使用效率,用於確定和監控數據中心的運行效率的指標)。 PUE 超過 1.5 的數據中心不能被視為高效數據中心。

IT和設施管理專業人員面臨著改善PUE的壓力。 在過去十年中,省煤器和自然冷卻越來越多地用於數據中心的能源節約。 由於氣體污染,IT設備故障率上升,特別是在空氣污染問題更嚴重的亞洲發展中國家,數據中心內溫度和相對濕度的波動進一步惡化。 該主題已在上NanoFIL通訊數據中心(DATA CENTER)遇上原因不明的設備故障問題? 中進行了深入討論。

與PUE不同,IAQ(室內空氣品質)沒有得到合理充分的擔憂。 它不僅涉及保護在其中工作的人員的健康,還涉及「清潔」環境,以保護IT設備免受氣體污染造成的損害。

參考「數據中心顆粒物和氣體污染指南(ASHRAE 2011)」。 數據中心必須保持清潔,符合 ISO 14644-1 Class 8 (ISO 2014)。 這種清潔度通常可以通過適當的過濾方案來實現,如下所述:

  1. 室內空氣可以使用MERV 8濾網 (G4 / F5,25-30%灰塵斑點)連續過濾。
  2. 進入數據中心的空氣可以使用MERV 11(F6,60-65%粉塵點)或MERV 13(F7,80-90%粉塵斑)濾網進行過濾。

氣體污染應在ISA-71.04-2013輕度G1嚴重程度範圍內,符合:

  1. 銅反應率低於每月 300 埃 (Å),以及
  2. 銀反應率低於每月 200 Å。

由於氣體分子比超細顆粒小100-1000倍,因此即使是效率為99.97%或更高的HEPA濾網(@0.3μm)也無法阻止它。 對於氣體污染水準高的數據中心,強烈建議對進氣和數據中心內的空氣進行氣相過濾。

值得注意的是,可靠性和能源效率是數據中心的兩個主要關注點。 我們不僅需要改進PUE,還需要確保消除影響IT設備可靠性的空氣污染物。

Q:空氣流速| P:工作壓力| c:常量| μ:系統效率(電機、風扇、逆變器、驅動皮帶等μ的倍數)

空氣過濾器引起的風阻是系統工作壓力的要素之一。 為了節省能源,需要具有高過濾效率(MERV 11至MERV 13)但低風阻的濾網。

玻璃纖維過濾介質可用於製造袋式或褶式面板濾網,以實現高過濾效率,同時其壓降和壓降變化率在其使用壽命內相對較高。

鑒於數據中心每周7天,每天24小時運行,由於600 mm x 600 mm空氣濾網的平均壓降增加一個PA而導致的電力消耗可能高達每年10-12千瓦時。

Nanofil 密摺板式活性炭過濾網由複合過濾質材組成,包括靜電纖維層,活性炭網和電紡納米纖維層,專門設計用於數據中心,以減少有害氣體和細顆粒物,並降低能耗。 據透露複合納米纖維濾網在整個過濾過程中的壓降和非常高的捕獲效率方面表現最佳。 分離和純化技術 206 (2018) 26–38, W.W.-F. 梁磊等.

此外,由於其特殊配方的納米纖維膜,該濾網具有很高的抗菌和抗病毒性能。 根據 SGS 的測試報告,它可以殺死超過 99.9% 的常見空氣傳播細菌,如大腸桿菌等。

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