由工业和信息化部信息化推进司指导，中国数据中心产业发展联盟主办，北京三达经济技术合作开发中心与中国IDC产业联盟网承办的“2011中国数据中心产业发展大会（第一届）”于3月22日在北京隆重召开。本次峰会将围绕国内数据中心领域产业发展、规划建设、市场运营、应用导向、技术引领、客户服务感知等进行深入交流和探讨。
以下为纳源丰科技发展有限公司CTO钟志鹏的演讲实录。
北京纳源丰科技发展有限公司CTO 钟志鹏
钟世龙：大家下午好！我来自北京纳源丰科技发展有限公司的，今天非常高兴给大家介绍我们的SIS热管排热设备，开启信息机房健康节能解决方案。
今天演讲的目录主要包括简单介绍我们公司，以及我们公司在IDC机房空调、能耗、分析及其节能优化思路方面的想法。其实我们的SIS热管产品以及我们产品的性能，我们SIS热管节能效果评估和节能测量的方法，以及我们在机房、机站方面应用的一些工程案例。
我们北京纳源丰科技发展有限公司成立于2007年，主营业务主要是对信息机房通信机站进行整体的能耗审计，节能监测，对信息机房节能改造进行方案咨询以及EMC技术的整体集成。我们最主要的产品就是我们的SIS热管节能设备，我们公司是清华大学孵化企业，一直和清华大学保持着官方的产学研的联系，我们公司是获得了日本软银的风险投资，在2007年成立的。
我们公司的核心竞争力，就是在于我们的研发能力是非常领先的，包括我们与清华大学合作的信息机房热管节能技术研究，已经通过了教育部的部级鉴定，我们拥有国际上最早的将分离式热管应用于机房和通讯机站的技术，而且我们持有多项国内的相关专利，我们拥有非常雄厚的研发团队。我们的企业还在快速成长中，而且自成立以来，一直获得了高度的社会关注和认可。包括风险投资杂志的“亚洲百强”的称号，北京市的“瞪羚计划”，重点培养企业北京市高新技术企业，以及北京市科委创新基金和中关村最具发展潜力的中小企业等。
我们来看一看对机房的研究。我们对机房的研究开启于2007年，是对北京市主要的IDC机房和数据中心进行统计和调研。我们发现北京大部分的数据中心的PUE值，也就是能耗系数都是大于2.0的。也就是说你的能耗里边只有小于一半是用在IT主设备的，大部分是用在辅助的设备。其中最重要的是用在空调上面，空调占据了机房总能耗的38%，高到可以到40%多。
那么对于机房节能来说，最可行，而且最有效的节能方式就是对空调机房进行节能。在空调机房节能里，我们发现空调高能耗的根本原因在于如下几点：
第一，不能利用自然冷源。因为很多机房采用了不能利用资源冷然的风冷的精密空调的方式，那么在冬季就很难直接利用自然冷源。
第二，非全显热换热。也就是说我们的民用空调里边，只有三分之二的能量是用来降低室内空气的温度，而三分之一是浪费在了冷凝水上面。而我们知道机房的环境，精密空调的显热体会高一点，也就是说90%的冷量会用在降低空气温度，还有10%是用在除湿方面，而机房的环境是只产热，不产湿，这就造成了除去了湿，而维持里边合理的湿度一个范围的话，后续还要浪费能量对它进行补湿，就是一种双重的浪费。还有一点，因为大量采用地板下送风的方式，你要选用高压头的离心风机，风机的能耗是浪费在机房空间里边，花了这么多电，产生了这么多热，最终还要通过空调的方式把这部分热排出去，功耗风机的应用又增加了制冷的需求，所以这就是双重的浪费。
还有一点，因为IDC设备出风口的温度不均匀，以及送风量的不均匀，造成了局部热点的产生。在一个大的数据中心里边，局部热点的产生，要不就是增加局部的通风量，要么就是整体机房的温度降低几度，这样使整体的制冷器械偏离设定工作点，就造成了性能的下降，从而造成了巨大的能耗浪费。
我们来看一看传统的机房环境控制。电子元器件的热通过空气到设备的机箱里，再由机箱通过空气传导到机架以及机柜，然后再传递到机房的环境里，最终通过空调与水，或者通过制冷剂再传到室外，这样的话有一个现象，就是传热环节非常多，而且在这个过程中非常容易产生空气的搀混，从而降低换热效率。而且这种方式都是以空调压缩机为主要的以机器制冷的方式来降低环境的温度。而我们优化改进后，认为最合理的模式应该是让我们的空调的末端，最靠近产热点。也就是说在架机、机柜，甚至在电子器件开始就要考虑怎么样通过减少传热环节，提高换热效率，减少搀混。而且怎么样利用自然冷源，这样就可以降低空调能耗。所以我们选用了这种热管的技术，热管的原理就是我们有一个封闭的腔体，受热之后蒸发，然后吸热，然后变成蒸汽，循环到冷源端，通过冷凝将它变成液体，再通过循环的方式再回去，如此的往复循环，就可以将热量快速、迅速，而且高密度的从蒸发端传热到冷凝端。
而我们的产品跟传统热管的不一样的地方，就在于我们采用的是分离式的热管。大家看这是信息机房环境，如果室内的热量传递给腔体内的冷酶功制，蒸发变成气体，循环到室外，再通过冷凝的方式变成液体，再通过重力的方式循环，如此往复循环，那么我们就可以将机站或者机房的热非常迅速的排放到室外的环境中去。
我们的热管和一般的空调不一样的地方就是我们没有压缩机和节流阀这个环节。整体系统的运行部件少，只有室内、室外两个风机，系统运行的可靠性高，低噪音、低震动，而且有损坏的时候，只需要更换风机，操作非常简单。因为没有压缩机，利用自然冷源，通过冷酶达到动态平衡的方式，借助重力来完成循环的过程，所以整体的能耗非常小。系统没有膨胀阀，这样的话阀门阻力是没有的。而且通过强化换热，换热器是优化匹配和设计的，确保了换热系统的高效，和我们的同行一些其他的搞热管的企业比起来，我们的换热效率，我们的换热温差都可以实现小温差的换热。大风量全显热的换热，我刚才说了，为什么说全显然的优势，就是机房的环境只产热，不产湿，那么就不应该除湿，所以我们是通过大风量，小温差的方式来实现全显然的换热。而且大风量有助于把机房的环境，把气流组织弄得更均匀，有助于消除局部热点。而且我们对结构的改动非常小，也就是说如果你采用通风的方式，就要在墙上开较大的孔洞，这样就是“伤筋动骨”了，而对我们来讲跟安装一台空调设备是一样的，只需要在墙上开几个洞。
我们室内室外完全隔离，对于机房，采用自然冷源的方式，其实还有很多方式，比如说采用新风的方式，直接在冬季将新风从室外引到室内，但是对于节能来说是有效的，但是从深入来讲，尤其在中国现在的环境来说是不够健康的。因为外面的灰尘非常的多，因为室外空气的引入，就破坏了原来机房内的湿度平衡环境。如果在北方地区，比如在冬季，本来外面空气已经很干燥了，又很冷，如果把它引到室内，再把它加热，就更加的干燥，而过于干燥的环境有可能带来一些静电的问题。比如说在南方长三角的梅雨季节，这个季节的温度是比较凉爽的，是可以用的，但是湿度过于潮湿，再加上灰尘，就可能对电路板产生短路的现象。而且除了这些以外，只要是我国的能源结构是以燃煤为主，二氧化硫的排放量是非常大的。而且现在随着城市化进程，汽车的保有量越来越多，汽车的尾气也排放了很多二氧化硫，我国已经是二氧化硫排放量最大的国家，这些新型的电路板对腐蚀性气体是非常敏感的，这么日积月累的往里面送新风，其实对IT设备来讲，从长时间来看是不够健康的。所以我们倡导健康节能的概念，利用自然冷源是好的，是对的，是应该将室内、室外完全隔离开的，所以为什么我们公司最重要的就是推热管这个产品。
我们的产品维护简单，维护间隔周期长，仅仅是清理换热器就可以了，不涉及到压缩机的维护。而且我们的产品可以与原空调智能联动。也就是说在夏季，或者在炎热的时候还是用空调，在冬季或者凉爽的时候由我们来工作，这样就可以给精密空调减轻担子，放长假，延长空调设备的使用寿命。
这张图是典型的SIS热管系统的安装方式，给出了立柜机和吊顶机的安装方式，跟传统的空调安装方式非常相似。
这张图给出了我们公司热管产品的末端形式。我们SIS末端产品，如果从计算机网络来说，我们更像是一个终端，室内末端可以多种方式。比如说吊顶机，立柜及，以及机柜换热器的多种方式的出现，这样的话少占用，甚至不占用机房的宝贵空间，并且可以有效的配合冷热走廊分区，有效的避免搀混，从而向末端，就近的，靠近热走廊，经处理后直接把风送入冷走廊，这样有助于分布式的布置。而且我们的产品是大风量的设计，本地化的数虽，可以在小风机功耗下使整个机房均匀，无热点。这里有很多产品可以采用轴流风机，而不是离心风机的方式，可以大大的削减送风的风机功耗。而且我们是小温差传热，100%的全显热换热，没有冷凝水的产生，并且没有水直接进入机房，这样对于杜绝安全隐患来说是非常重要的。
从室外的冷凝方式来说，我们有非常成熟的风冷产品，而且已经得到了比较广泛的应用。而且我们用水的方式，已经成功的解决了在无外挂条件下大机房的排热问题，冬季可以通过冷却塔来排热，夏季的时候可以采用冷冻站或者冷机的方式来供冷。
我们SIS系统的效率，我们知道空调都是讲能效比，就是你付出一份电得到几份冷。通常空调来讲，能效比是3，也就是说做得好的空调你付出一份电的代价，可以得到三份的冷。而我们的设备的能效比可以达到15，在10度温差的情况下，也就是说如果我们的机房设定温度是22度，环境温度是12度，付出一份电可以得到15份的冷，这样就比空调要节能非常的多。
在北京地区，机房使用了我们SIS热管以后，空调节电率可以在40-60%之间，节能效果非常的显著。而且我们的产品以多种方式提供送风，包括地板送风，侧送风，精确送风等等。而且我们的产品提供6千瓦、10千瓦和15千瓦的模块。
我们看看北京地区利用自然冷源的情况。上面这张图给出了在北京地区的干球温度和湿球温度。所谓的干球温度，就是采用风能的空调机组，你的室外机跟外界环境进行换热的温度。而湿球的温度，就是一滴水从天上滴下来，滴了无穷长的时间，你能得到的温度，也就是说你的冷却塔可以换到的最低的水温的温度。我们可以看到在北京地区，如果环境温度小于17度的情况下，那么在北京地区用干球温度来说，有5200个小时是小于等于17度的。如果湿球温度的话，有6300多个小时。也就是说我们的设备在5度温差下就可以高效的运行，这时候在北京地区有超过半年多的时间都是可以用的，而且用水冷的方式可以比风冷的是得到更好的节能效果。
这个给出了国内其他地区的温度值，以北方地区为好，在南方地区也有非常不错的应用效果。
在进行环境节能评估的时候，我们充分的考虑了安全性，也就是考虑温度、湿度、洁净度、有害气体浓度，以及防止水、小动物入侵，都要考虑到。还要考虑节能，就是节能量和节能率。还要考虑经济性，也就是投资回流期，生命周期节能量，以及投资的回收率等。
前面是对节能的分析，后续我们还开发了节能监测设备，可以让我们知道机房的设备，电用在了哪里，把我们的设备打开，关掉以后，在一定的周期切换到原来的空调设备，就可以非常清晰的知道我们的设备在这个周期内的节能效果，跟原来比起来是如何的。连续监测12个月，可以给出一年的节能效果比，而且我们所做过的工程项目，大部分都已经建立了服务器，而且我们的数据库还在不断的扩大中，有助于跟踪和监测我们的系统，让我们有效的、科学的知道我们设备的节能量。
这里给出了一个工程案例，这是某国家机关中心机房，200平米，40千瓦的发热量。节能改造是采用了SIS排热系统，采用了下送风、上回风的方式，设定温度是23度。IT设备的耗电量是586度/天，空调耗电量原来是463度/天，在我们节能改造之后，我们的SIS热管的电耗在北京地区，从11月初一直到4月中，整体的电耗是在63度/天，不足原来空调的15%，在北京地区可以连续运行5000个小时以上，节电率大概在50%以上，让空调的能耗大幅度降低。
我们的设备最早是应用在三大运营商的机站系统里，我们在17个省市里面的机站里面已经广泛用了超过了1000套，从南到北基本上是在30%到60%之间。
总结一下，我们公司主要是专注于机房排热，主要是利用了SIS热管的这项技术，这个热管技术可以是一剂良药，主要是驱火化瘀。瘀是我们的局部热点，因为我们采用了大风量，全显热换热方式。这个药是治表治本的，能够健康的利用自然冷源，可以实现气血通畅。气是我们机房里面的气流，血是我们的冷酶工质。从我们分析机房的经脉来上讲，送风不如送水，送水不如用冷酶工质。因为水有危害性，而冷酶工质是从液体蒸发变成气体的方式，传热密度都会更大，更安全。我们把的是机房里的“脉”，这个“脉”就是指机房里面的电耗，电都用到了什么地方，用到了哪个环节。不单是空调用电，而是风机用了多少电，加湿器用了多少电，水泵、压缩机都各用了多少电，就可以更轻松的在每个环节上节能。而且不仅是良药，而且是补药，可以让冬季的时候，让原来的空调设备可以延年益寿，让IT设备能够运行得更健康。
一切的节能都是以安全为本的，是倡导健康高效节能的理念。我们可以在室内、室外空气完全隔离的情况下，高效的利用自然冷源，我们系统可靠性非常高，因为我们利用了自然循环的原理，目标是实现温湿度独立控制，避免冷凝水除湿和后续补湿的各种问题。我们可以高效利用冷却塔，或者高温冷水机，针对水冷这种模式，可以在全年提供更高的节能效果。我们方面利用轴流风机，从而降低风机的能耗，全年可以使空调能耗降低40-60%，并且我们可以提供PUE在1.3级的终极解决方案，并且我们通过减少机械制冷设备开启时间，可以有效的延长空调设备寿命。我们的应用条件主要是建筑层高较大，室内有较多的安装空间比较好，如果采用风冷的方式，机房外有外挂的空间，或者屋顶上有安放室外机的位置。如果对于水冷的条件，建筑外力面可以走水管就可以了。在室内或者屋顶上有较高的空间能够安装冷却塔或者冷水机，这样的话我们的水冷改造或者水冷设计都是可以完成的。
这里给大家简单介绍一下利用自然冷源而言，必须满足室内的温度和湿度的环境。温度和湿度的环境都有要求，还是就是满足室内洁净度的要求。我们的机房通常要满足八级的灰尘度的要求，还有就是满足对腐蚀性气体的要求。拿一个铜牌放在机房的环境里，每月去看它的腐蚀程度，否则在一些靠近化工厂，或者二氧化硫含量高的地方，都可能对设备进行严重的腐蚀，这样电路就可能产生失效，从而让IT设备出现问题。而我国的二氧化硫的排放量确实是非常高的，而且还呈现着较高的增长趋势。
今天就汇报到这里，如果有问题会后可以和我一起交流！ 
