何智光，李震，施峻，林烨敏，项敏

（1. 清华大学 航天航空学院，北京 100084；2. 河北清华发展研究院，廊坊 065000；3. 国网浙江省电力有限公司紧水滩水力发电厂，丽水 323000）

数据中心是一类特殊建筑，用于集中放置和管理各类IT设备以及配套设施，以实现对大量数据的存储、运算、通信和网络服务等功能，为不同需求的用户提供实时高效的信息处理平台。随着信息技术的普及，整个社会对各类数据处理量和处理速度的需求与日剧增，伴随着功能的扩展和用户群体的扩大，信息机房的规模和容量不断扩大。近年来随着信息化和工业化融合指导思想的不断深入，我国数据中心市场进入了高速发展期，2012年至2016年数据中心耗电量保持12%以上的速度增长，预计到2020年我国数据中心年耗电量将超过2000亿度［1］。

数据中心的能耗构成主要由IT设备、空调系统、电源系统以及照明等其他用电等组成，其中IT设备和空调系统耗电量比例相当，共计约占到总能耗的90%（如图1［2］所示）。空调系统能耗过高是数据中心能耗居高不下的重要因素，研究显示全球数据中心的平均PUE（Power Usage Effectiveness）［3］约为2.0，而我国80%以上的数据中心PUE大于2.0，有的甚至高达3.0。

图1 数据中心能耗构成

为了保证数据中心服务器的正常工作，其空调系统通常需要全年处于运行状态。目前的数据中心一般采用机械制冷的方式对机房进行温度控制，缺乏对于自然冷源的有效利用，本文将分别讨论直接自然冷源利用技术、间接自然冷源利用技术以及复合冷源利用技术，比较三种不同自然冷源利用形式的优劣，并给出适用范围。……