使用自然冷卻系統(tǒng)正在成為趨勢，特別是在對新建數(shù)據(jù)中心。直接或間接地使用ICT設(shè)備無論是從理性上還是在財政上無疑都具有吸引力

但是這種來自室外的空氣真的是免費嗎?不一定。自然冷卻系統(tǒng)一方面增加系統(tǒng)運行的復雜性，一方面提高設(shè)備運維費用。如果這種復雜性不能被很好的管理或識別，會提高自然冷卻能耗成本以及運營風險。

密切注意氣候

氣候是最明顯的可變因素。氣候炎熱的時候自然冷卻能力就會下降，需提高室內(nèi)溫度，或?qū)⒆匀焕鋮s與傳統(tǒng)制冷相結(jié)合，確保室內(nèi)溫度保持數(shù)據(jù)中心溫度規(guī)定范圍內(nèi)。

多操作模式是另一個復雜的因素。比如，在 Facebook的Prineville(普賴恩維爾，美國地名)數(shù)據(jù)中心自然冷卻系統(tǒng)使用八種不同的模式，(可應用于不同的氣候條件)，對來自外部的空氣進行優(yōu)化，適用于不同氣候條件下的蒸發(fā)冷卻。使用通過壓縮冷卻增加的直接外部空氣的自由冷卻系統(tǒng)具有至少三種不同的操作模式。

維護也變得更加復雜。自然冷卻增加與室外空氣直接接觸的移動機械部件(例如，空氣阻尼器和制動器)的數(shù)量。室外空氣具有腐蝕性，可能導致阻尼器和制動器被卡住，或者不能提供冷卻，又或者導致系統(tǒng)無法引入室外空氣。具有蒸發(fā)制冷的自然冷卻系統(tǒng)增加對于冷卻水維護，這種維護需要進行化學處理和定期沖洗。

在數(shù)據(jù)中心溫度升高時，自然冷卻系統(tǒng)的復雜性能夠顯著降低溫度，并并帶來節(jié)能效果。

高故障率

自然冷卻系統(tǒng)的高故障率在能源效率、建筑技術(shù)文獻里都有記載。一篇由Kristen Heinemeier在2014年美國節(jié)能經(jīng)濟委員會關(guān)于建筑節(jié)能的研究報告中發(fā)表的撰寫的題為《 Free Cooling, At What Cost》是一篇較為實用的文章。

Heinemeier對節(jié)能裝置(直接自然冷卻)進行調(diào)研，了解故障的發(fā)生率以及帶來的影響。她發(fā)現(xiàn)盡管節(jié)約裝置是一項很好的節(jié)能技術(shù)，但是它們在實踐中的表現(xiàn)并不理想。比如，僅在加利福尼亞州，在接受調(diào)研的設(shè)施中，外部空氣阻尼器有30%-40%的時間是不使用的。她表示：“這種類型的故障意味著節(jié)能裝置并不節(jié)能，同時，外部外部空氣也沒有進入室內(nèi)。其他研究發(fā)現(xiàn)，在加利福尼亞的數(shù)據(jù)中心在RTU(遠程測控終端)上設(shè)定的溫度最高值是不正確的，導致能夠在使用自然冷卻內(nèi)的時間縮短。”

最近參觀兩個國家的不同跨國公司的五個數(shù)據(jù)中心，發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)中心使用制冷設(shè)備來自三家不同的制造商。

通過參觀的幾十臺自然冷卻單元中，發(fā)現(xiàn)幾乎所有的制冷單元存在容量不足、配置缺陷或者設(shè)備不工作的問題。具體問題包括控制器配置、傳感器故障、安裝故障、機械故障。

案例：

1、某一數(shù)據(jù)中心，室外溫度低，空氣阻尼器關(guān)閉的，制冷單元只對室內(nèi)氣流進行循環(huán)。這是由于DX(直接膨脹)壓縮機非必要的運行，導致運營成本高昂。運營商知道應該運行自然冷卻系統(tǒng)，但并不知道為什么沒有運行。自從大約一年前，安裝自然冷卻單元以來，該設(shè)施就一直在運行。經(jīng)調(diào)研表明，控制器配置不正確，配置錯誤的控制邏輯阻止了自由冷卻操作。

2、某一數(shù)據(jù)中心，發(fā)現(xiàn)控制系統(tǒng)正在運行，將室外空氣引入室內(nèi)。然而，由特定制冷單元排出的氣流并不像預期的溫度那么低。對制冷單元的檢查顯示，外部阻尼器和回風阻尼器都是關(guān)閉的。外部空氣阻尼器上的阻尼器執(zhí)行器夾具已經(jīng)掉下或被移除，使得阻尼器完全處在關(guān)閉位置。通過對傳感器網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)進行分析，確定問題。該部門的情況顯示，外部空氣阻尼器和回風阻尼器關(guān)閉。外部空氣阻尼器上的阻尼器執(zhí)行器夾具已經(jīng)掉下或被移除，使得阻尼器卡在完全關(guān)閉位置。通過分析來自冷卻優(yōu)化傳感器網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)來確定這個問題。

3、某一數(shù)據(jù)中心，可以看到控制系統(tǒng)、阻尼器同時運行，產(chǎn)生冷空氣，只是不是很多。測量穿過外墻的室外進風口的溫度。從戶外進風管道，需由法蘭連接。還有一個數(shù)據(jù)中心，采用相同的自然冷卻設(shè)備，外部通風管道直接進入室內(nèi)，沒有使用法蘭。法蘭安裝使制冷單元通過空心墻結(jié)構(gòu)吸入空氣，使自然冷卻容量降低40%。這一問題也通過分析傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)得到確認。

(備注：法蘭連接就是把兩個管道、管件或器材，先各自固定在一個法蘭盤上，然后在兩個法蘭盤之間加上法蘭墊，最后用螺栓將兩個法蘭盤拉緊使其緊密結(jié)合起來的一種可拆卸的接頭。)

值得注意的是，雖然每種情況下自然冷卻系統(tǒng)都存在問題，但是這些問題都是可以解決的，同時，并不需要過多花費。更重要的是，運營商并不是總能意識到他們的自然冷卻系統(tǒng)已經(jīng)受影響，意識不到，自然就不會解決問題。由于缺乏預見性，導致造成的額外的成本支出以及潛在的過熱風險之外，這些設(shè)施將花費大量金錢去尋求一種解決方案，但事實上，他們現(xiàn)有設(shè)備就能滿足目前運行需求。

監(jiān)控制冷系統(tǒng)

因為自然冷卻系統(tǒng)工作時是高效的，因此，要能做到自然冷卻系統(tǒng)實現(xiàn)安全運行和，并享受到因此帶來的優(yōu)勢，需要通過可視化監(jiān)控系統(tǒng)降低風險發(fā)生幾率。在加利福尼亞州，動態(tài)監(jiān)測，分析和診斷結(jié)合視覺檢查將揭示問題，并有助于確保在復雜的冷卻基礎(chǔ)設(shè)施中持續(xù)和正確地運行自然冷卻。 在運行關(guān)閉這一類的重要任務中，使用遠程監(jiān)控和分析結(jié)合智能報警是確?？煽窟\行自由冷卻的唯一方法。

隨著自然冷卻成為制冷任務關(guān)鍵設(shè)施的標準手段,考慮其增加的風險和復雜性至關(guān)重要。通過對冷卻系統(tǒng)進行監(jiān)控并與智能分析和控制層相結(jié)合，是確保數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)安全運行最有效的方式。