数据中心如何减少用水量并提高效率？

数据中心因浪费水资源而备受关注。随着我们越来越依赖数据中心服务，可以采取哪些措施来保护这一宝贵资源?

大多数人想到计算时，都不太可能会联想到水。然而，这种资源对于大多数大型数据中心的冷却系统至关重要，世界数字基础设施越来越依赖这些系统。

通过多种机制，水吸收服务器发出的热能，保持其温度稳定，并使其不间断地运行。

然而，我们依赖水来冷却推动数字时代的装置也带来了新的问题，尤其是在严重缺水的干旱地区。

数据中心如何用水

数据中心使用大量的水来保持服务器冷却，并采用多种不同的方法。

数据中心的高用水量主要是由于冷却系统防止数据服务器产生热量。冷水机、冷却塔和空调等冷却系统依靠水来维持设备的最佳温度，导致大量的水消耗。

但究竟使用了多少仍然不清楚，这很大程度上是因为主要供应商缺乏透明度。因此，精确的测量也很难确定，因为水既用于冷却机器，又用于发电。

发电的用水量可能是直接冷却的四倍之多。数据中心的用电量占总用电量的近2%。虽然大约40%的数据存储在小型现场服务器上，但越来越多的数据被外包给大规模的异地运营。

Uptime Institute的研究表明，单个大型数据中心每年的用水量高达675万加仑。2021年的一篇论文估计平均约为150,000加仑。高达57%的水可能来自饮用水源，这对于工业用途来说是不寻常的。

而且，这种做法可能会给当地供水带来巨大压力，尤其是在干旱多发地区。此外，冷却系统中使用的水通常最终会成为废水，这可能是一个额外的环境问题。

大部分的用水问题是由于冷却系统效率低下，尤其是冷却塔。冷却塔用水喷射服务器产生的热空气，或将空气通过湿介质。通过与水接触从空气中去除热能，然后较冷的空气再循环。大量的水因蒸发而损失。许多这些系统还使用冷却装置(冷却器)来降低空气温度。由于水会滋生病原体，因此必须使用有毒化学物质进行处理，这些化学物质可能会与水蒸气一起释放。

绝热冷却采用类似的原理，但仅在环境温度需要时才会启动。虽然这些系统可能需要更少的水，但也需要更多的能量来运行。

为节约用水，考虑数据中心的位置

耗水量取决于许多变量，包括IT送风设定值、地理位置的环境温度和湿度范围，以及部署的冷却系统类型。并非所有用水冷却的系统都要使用大量的水，有些系统使用更高比例的电能，加上更多的设备，只使用空气而不使用水来排出热量。有些只在夏季高峰月份使用蒸发冷却，并且根据地点的不同，每天可能只需要几个小时少量的水。

尽管如此，根据弗吉尼亚理工大学和劳伦斯伯克利国家实验室2021年的研究，多达五分之一的数据中心从已经“中度或高度”缺水的流域取水。