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引

言

現(xiàn)在人們一提起數(shù)據(jù)中心，首先想到的關鍵詞是PUE（數(shù)據(jù)中心電力使用效率的衡量指標），由此可見人們對數(shù)據(jù)中心電力資源的重視程度。而另外一種資源——水，卻往往被人們所忽視。

水，在維基百科中有這樣一句解釋：“水（化學式：H2O）是包括人類在內所有生命生存的重要資源，也是生物體最重要的組成部分”。水也被稱為人類生命的源泉。

同樣，對于數(shù)據(jù)中心來說，水好比人的血液。水出了問題的數(shù)據(jù)中心是無法正常運營的。那么，在數(shù)據(jù)中心有哪些地方會用到水呢？接下來我們以騰訊某數(shù)據(jù)中心為例做詳細說明。

騰訊某數(shù)據(jù)中心用水項分析

騰訊某數(shù)據(jù)中心的制冷系統(tǒng)是國內少有的大型水冷系統(tǒng)，冷卻水側配有開式冷卻塔和冷卻水加藥裝置；末端是冷凍水型精密空調、AHU和高壓微霧加濕設備；配電側還有大型柴油發(fā)電機組。所以該數(shù)據(jù)中心用水情況如下：

1.冷卻水蒸發(fā)

冷卻水蒸發(fā)汽化，從而間接的帶走機房內服務器產(chǎn)生的熱量。這是水冷型數(shù)據(jù)中心耗水量的主要部分之一。

2.冷卻水排污

由于騰訊某數(shù)據(jù)中心采用開式冷卻塔，而且水溫較高，所以必須對冷卻水系統(tǒng)進行加藥，防止冷卻水系統(tǒng)結垢、細菌滋生、管壁淤泥附著。加藥的同時必須要配合冷卻水的排污來控制冷卻水濃縮倍數(shù)。否則達不到水處理的效果。這也是數(shù)值中心耗水的主要部分之一。

3.IT房間加濕用水

該數(shù)據(jù)中心所在地區(qū)冬季濕度較低，機房內濕度無法保證，必須依賴加濕設備維持機房內濕度。

4.加濕軟化水設備用水

該數(shù)據(jù)中心采用高壓微霧的加濕方式，所以對加濕水質有很高要求。在高壓微霧前端有兩道水過濾裝作，一個樹脂過罐，對市政水做第一次過濾，一個是反滲透裝作，做第二次過濾。單支膜產(chǎn)水量一般為15%-18%。

5.冷凍水補水

冷凍水系統(tǒng)一般均為閉式系統(tǒng)，但管路上、水冷空調前端也會安裝水過濾器或反沖洗裝置，都是需要定期拆卸清洗的，所以會有少量冷凍水損失。另外，該數(shù)據(jù)中心有一個1000+m3的蓄冷罐，蓄冷罐頂端直接與大氣相連，會有很少一部分水蒸發(fā)。所以還是有一部分冷凍水消耗。

6.設施維護用水

該數(shù)據(jù)中心的冷卻塔為開式冷塔，所以冷塔塔盤會有很多淤泥和雜物等，需要對塔盤做定期清洗。

7.柴油發(fā)電機煙囪凈化用水

柴油發(fā)電機在啟動時，會產(chǎn)生黑煙，所以柴發(fā)在安裝時都會有煙霧凈化設備。

騰訊某數(shù)據(jù)中心用水項比例分析

騰訊某數(shù)據(jù)中心用水情況，我們選取了夏季和冬季各一周的時間，分析各用水數(shù)據(jù)及所占比例，如下圖所示：

由此可見，季節(jié)不同，數(shù)據(jù)中心各項用水比例會發(fā)生明顯變化，但主要用水項為：冷卻水蒸發(fā)、冷卻水排污、設施維護及加濕用水。數(shù)據(jù)中心電力使用效率有PUE作為衡量指標，那用水效率用什么來衡量呢？請往下看——

水使用效率指標

其實早在2011年，綠色網(wǎng)格就發(fā)布了《WATER USAGE EFFECTIVENESS (WUE?): A GREEN GRID DATA CENTER SUSTAINABILITY METRIC》白皮書，其中引入一個新的名稱WUE（Water usage effectiveness），即水使用效率。

計算公式為：

WUE= Annual Water Usage/ IT Equipment Energy

即數(shù)據(jù)中心水資源全年消耗量（數(shù)據(jù)中心機電設備全年用水量，包括加濕、冷卻塔補水等全部設施全年耗水量）與數(shù)據(jù)中心IT設備全年消耗電量的比值，單位為L/kwh，以此作為衡量數(shù)據(jù)中心水使用效率的指標。

對于PUE來說，其理想值為1，而對于WUE來說，其理想值為0。

降低WUE方法

1.提高供水溫度

在冷機開啟的時間段內，提高冷卻水溫度，不僅僅節(jié)省冷塔風扇做功消耗的電量，而且還會使水蒸發(fā)量有所減少。

在冬季板式換熱器開啟的時間段，提高冷凍水供水溫度，使冷卻水溫度提升（板換開啟后冷卻水直接給冷凍水降溫），蒸發(fā)量也有所減少。

2.合理的加濕設定范圍

一般的數(shù)據(jù)中心機房內相對濕度保持在40%-60%之間。而騰訊某數(shù)據(jù)中心采用的是ASHRAE 2008的標準，其低端和高端濕度用露點溫度來衡量，分別是5.5℃和15℃，轉換成含濕量在5.5g/kg-10.6g/kg之間，騰訊某數(shù)據(jù)中心內服務器送風溫度一般維持在26℃±1℃，換算成相對濕度范圍為26%-51%。所以騰訊某數(shù)據(jù)中心加濕設定都比較低。

3.提高冷卻水濃縮倍數(shù)

冷卻水做水處理加藥，必定要配合著排污，來控制冷卻水的濃縮倍數(shù)，從而控制冷卻水中鈣鎂離子的含量，延緩管道及設備結垢。那么濃縮倍數(shù)控制在多少合適呢？一般情況做水處理的廠商會建議4倍濃縮倍數(shù)，跟進每周檢測補充水的電導率調整冷卻水排污電導率設定值。由于冷卻水排污量比較大，我們一致在嘗試逐步提升排污電導率設定，目前我們控制冷卻水濃縮倍數(shù)在5倍左右。

4.提高反滲透進水水質及溫度

適當增加反滲透膜的數(shù)量或提升進水水質，會提高產(chǎn)水量，減少廢水排放。

進水水溫每提升1℃，產(chǎn)水量會提升2.5%-3.0%（以25℃為標準）。

5.適當安排設備日常維護

舉個例子，騰訊某數(shù)據(jù)中心有一項例行維護是冷塔清洗，最初的清洗頻次為每月一次，但后來由于冷卻水系統(tǒng)做了加藥處理后，清洗頻次修改為累計運行2個月后清洗，這樣的安排后就更加合理。不僅僅節(jié)省了人力成本，也提供了數(shù)據(jù)中心用水效率。

6.廢水污水處理二次利用

對數(shù)據(jù)中心排放的廢水（冷卻水排污、冷凝水、生活用水等）回收再利用。

對于雨水充足地區(qū)可做雨水收集利用。

總

結

數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)發(fā)展不僅僅有PUE這一項標準，還有WUE、CUE（carbon usage effectiveness）碳使用效率等等，未來可能還會有xUE（未知資源使用效率）。雖然在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心的運營成本中，水費的占比并不大，但本著對保護環(huán)境負責的態(tài)度，我們會一如既往地珍惜水資源，在可持續(xù)發(fā)展的道路上堅定不移。

注：本文部分數(shù)據(jù)來源于the green grid《WATER USAGE EFFECTIVENESS(WUE?): A GREEN GRID DATA CENTER SUSTAINABILITY METRIC》白皮書。