数据中心机房的节能

数据中心机房的节能（精选12篇）

数据中心机房的节能 篇1

摘要：通过分析机房设备的能耗构成, 按照耗能所占比例大小依次为服务器及网络通信设备、空调制冷及加湿设备、供电设备、照明及其他设备, 因此机房的节能重点是服务器及网络通信设备和空调, 本文就如何减少机房能耗而采用的新技术和新产品展开论述。

关键词：机房,节能

1 设备能耗和温度

1.1 IT设备所允许的工作温度范围

以往的标准中建议服务器及网络通信设备应运行在20℃到25℃, 这样可以保证设备可靠长时间运行。15℃到32℃, 是IT设备可以正常运行的极限范围, 但如果长时间运行在此温度条件下, IT设备可能会宕机;但随着多数主要制造商已接受了美国采暖、制冷与空调工程师协会 (ASHRAE) 提出的提高机房温度上限的建议:从原来的25℃提高到27℃, 现在生产的设备也较之以前具有更宽的工作温度范围, 已能满足在27℃下长期稳定地运行。

温度越高, 吹风设备和设备风扇的转速也就越快, 耗电也就越大。将温度限定在27℃是能够实现温度和功耗的一个最佳平衡。在其他的运行工况条件保持不变的情况下, 盛夏时空调的设置温度每提高1℃, 即可降低耗能5%。因此, 在购买服务器设备及网络通信设备时, 在满足其他功能要求的前提下, 应优先选择具有较宽工作温度的设备, 以达节约用电的目的。

1.2 设备能耗比

随着对机房设备用电作进一步分析, 我们可以看到能耗与用电设备电源本身也具有一定关系, 因为电源在将市电处理成适合IT设备适用的标准时, 它本身也是要消耗能量的。这些能量有些是被电容、电感吸收, 有些为变压器建立交变磁场所消耗, 也有的因为电源内部线路中的电阻而转化为热量散发, 总之这些电能消耗对于IT设备硬件而言是无效的;而且品牌、设计和标准不同, 电源本身消耗的功率也有差别, 这便是衡量电源是否节能的一大标准:转换效率。它是硬件本身消耗的功率和市电插座输入功率的比值, 可直观地看出电源供应器本身消耗了多少能源。

举个例子:以一个500W的电源供应器为例, 如果该供应器的转换效率为70%, 即如果有500W的交流电输入到电源供应器中, 只有350W的交流电会转成直流电供服务器应用, 浪费了150W的电力;目前欧美正推行的“80plus”认证, 即是基于对电源转换效率的考量。凡是在任何状态下转换效率均不低于80%的产品才可跨入门槛, 获得相应证书。所以在选购电源供应器时, 必须注意转换效率的问题, 转换效率越高的电源供应器就越省电。

2 空调系统的节能

空调产生的能耗约占整个机房所需总功耗的35%左右, 近年来, 针对空调系统的节能, 采取了以下措施, 并取得良好的节能效果。

2.1 建立相互隔离的冷热通道

首先机房机柜的摆放必须面对面、背对背, 也就是说, 两个机柜的正面应面对面, 建立起冷通道, 而两个机柜的背面也是背对背, 建立起热通道, 从而在两个区块建立起冷热通道, 避免冷空气混和热空气造成混风现象。为达到更好的效果, 可封闭所有的冷风信道, 在冷风信道中, 在所有机柜上方用隔板封闭起来, 冷风通道的两侧用门来封闭, 这样完全阻隔了冷信道与热信道交流, 避免发生混风现象。

2.2 科学合理设计机房内部气流走向提高空调运行效率

比较各种送、回风方式, 目前业界公认效率较高的是采用下送风、上回风方式。这种方式中冷风从下部送到机柜, 经过机柜后其温度升高比重变轻, 自然上升, 满足高温在上、低温在下的温度自然分布规律, 不会与送风的冷风混合, 使冷量的利用率提高, 避免冷热气流混合, 这种送风方式比上送风方式提高2~3℃送回风温差, 所需送风量小, 可以节能15~20%。

这种送风方式宜采用上走线方式, 将架空地板下的空间用作送风通道, 因此, 不能在地板下敷设各种通信线缆, 如果必须在架空地板下走线, 也应将线缆收纳整齐, 减少阻挡出风量。另外如果送风距离较长, 选用的通风机全压值虽能克服地板长距离送风的全部压力损失, 但送风的始、终端的压差较大, 不利于地板下保持均匀的静压值, 所以还应适当控制地板下送风的距离, 同时架空地板的高度至少为0.4m。

3 优化供电系统, 降低电能消耗

供电系统在提供电源的同时, 也会有电能损耗, 虽然这些损耗在机房总能耗中所占比例不大, 但也不容忽视。目前可采用以下几种措施以达节能效果。

3.1 模块化供电保持UPS较高负载率

一般来说, UPS的效率和负载功率是成正比的, 越接近其满负载容量效率就越高;UPS的供电效率越高, 能耗就越低。举例来说, 从UPS本身的效率讲, 工作效率小于90%的UPS自身效率较低, 必然使总体耗电量增加。现在很多UPS生产厂商正在实行对UPS模块化生产, 用户可按照负载的增加而增加模块, 始终保持UPS较高负载率, 以达到降低能耗的目的。

另外在满足高效率的前提下, 减少UPS体积也成为一种方向。有厂家已生产出专为刀片式服务器提供电力保护的系统, 其每台刀片式UPS模块均是一台完整的UPS系统, 可以作为一台UPS单独使用, 同时也可以在标准的19英寸机柜中堆叠多台UPS。

3.2 机房供电电源的转变

目前机房中基本上都采用的是双转换在线式UPS, 其工作时会先将交流电滤波整流后变成直流电, 再由逆变器将此直流电转换成设备需要的正弦波交流电源。两次的交、直流变化会带来一定的损耗。如果IT设备采用直流供电, 可以减少一次交、直流转变, 达到节能的效果。然而目前大部分IT设备都是交流供电, 直流供电模块的生产还未规模化, 因此可大力推动IT设备直流供电替代交流供电, 这不仅在供电可靠性、电磁兼容还是能效比上, 都会有优于交流供电的优势。

3.3 采用无变压器的UPS设备

传统UPS的整机效率只有75%~85%, 但采用无变压器的机型, 可以提升至90%以上, 这种机型体现了UPS电路技术的进步, 代表着UPS技术的发展方向, 它在进一步缩小体积、减轻重量、改善性能、提高效率、降低成本等方面, 都取得了明显的改善和进步。因此, 选用无变压器的UPS可以更有效地利用电源, 让每一度电都花费在系统运作上, 进而降低能耗。

4 其他技术和趋势

4.1 机房“热点”的处理

随着服务器密集化、小型化、高效化发展, 机房内逐渐出现热密度特别高的机柜。这些高密度机架形成了机房内的局部热点。针对此, 可以在机房内划出专属的高热密度子区域, 隔离高热密度机柜。这样高热密度机柜不会影响到周围的低密度机柜。在封闭的小范围内, 针对性地制冷, 这样更行之有效, 也能减少不必要的能耗。

4.2 自然冷却技术的逐渐应用

目前自由冷却已经变成一个很热门的话题, 位于较冷地区的机房可考虑采用自然冷空气自由冷却。在国外, 借助自然界天然冷空气来为机房降温已经受到重视。据报道, 位于美国罗德岛的布莱恩特大学也在借助冰雪天气来降低机房的电能消耗。布莱恩特大学的数据中心机房配有一套封闭的以乙二醇为冷却剂的循环制冷系统, 当天气很冷的时候, 系统就会利用室外的冷空气给冷却剂降温, 外部冷源为免费资源, 加以利用, 既经济又节能使用此方式仅此一项就降低了20%~30%的电能消耗。

4.3 动态智能冷却技术的应用

机房内每一个IT设备的冷却温度不同, 比方来说, 1台服务器需要18℃, 但网络设备只要20℃, 机房为满足这台服务器的要求, 必须设为18℃, 这就使设备之间存在不同的冷却供应量。惠普在其新一代数据中心的体验中心展示了一种动态智能冷却技术。每个机柜都能设定不同温度, 通过建置7500个传感器群组的感应器来监控温度, 并在每台机柜前方的地板下都埋设了排风口, 根据散热需求针对性地动态供应冷却气流, 其风量大小可以根据需要随时调节, 从而达到节能目的, 该技术可能将机房的降温成本降低40%。

参考文献

[1]李学博, 机房节能走向系统化、智能化、精细化, 通信世界周刊, 2009.

[2]邹大斌.绿色催熟机房节能技术, 计算机世界, 2008.

数据中心机房的节能 篇2

由于机房内温度的升高是因电气设备的长期运行发热、而非站外环境温度所致。如一年四季均用空调来保持站内温度(主要 是降 温)，则冬、春、秋三季及夏季的早晚时段的室外低温便可散热降温的有利条件被忽视,从而导致电能的浪费、营运成本居高不下。

机房智能通风系统充分利用机房室内外的温差而形成热交换，依靠大量的空气流通，有效地将机房内的热量迅速向外迁移，实现 室内散热。从而大幅度降低电能消耗和营运成本、延长空调使用寿命。如图所示。

2.2.电信基站机房节能组成

智能通风系统系统主要是由主控机箱、进气装置（进气箱）、排气装置（排气箱），室内外温度探测器、室内外湿度探测器、室 外灰 尘探测器、防雨透风口、交流互感器、交流接触器、滤尘装置、安装配件线缆等组成。

电信基站机房节能示意图

2.3.电信基站机房节能工作流程

通过主控机设置系统风机启动温度的室外低温门限（T1)、室外高温门限（T2)、室内温度T3、室外湿度S1、室内湿度S2、灰尘传 感器C1以及其他设置参数与事项。系统实时检测室内外温度、湿度、尘度在特殊的数学模型算法程序的规范下，自动控制风机的 合理 工作，与空调达到一个合理的温控配合，同时在风机的前端或后端加装冷凝器，通过循环冷凝水的低温冷却空气，再吹进室内，达 到 降温，从而达到节能的最佳效果。

机房智能通风系统即可以独立工作，也可以通过RS232或RS485总线和动力监控模块连接，通过不同的传输网络将数据上传 到监控 中心，本系统主要是以提高空调的运作效率，利用自动换气调温原理，从而来节能，以达到降低运营成本的目的。

二、电信基站机房节能设备示意图（图片仅供参考，具体以实物为准）

3.1.智能通风主控机箱

主控箱是电信基站机房节能的核心部件，CPU控制程序、A/D、电源、控制逻辑电路、系统开关、参数显示、设置按键、控制 风 机及空调的交流接触器、网络管理接口，这些都设计在主控箱中。主控箱的基本参数：

（1）供电 220V/-48V（2）面板显示窗口 2个（上部窗口显示与室外相关的信息，下部 窗口 显示与室内相关的信息）

（3）面板设置按键 4个（4）开箱锁 1个（5）电源输入线 1根

（6）风机电源控制输出线 2根（1个供进气箱使用，1个供排气箱使用）（7）室外温度探测连接线 1根（8）室外湿度探测连接线 1根（9）室内温度探测连接线 1根（10）室内湿度探测连接线 1根

（11）功率 小于 1W（12）箱体尺寸 350mm×270mm×93mm（高 ×宽×深）3.2.进气箱

进气箱是由风机、滤尘器、引风口组成。滤尘装置在进风口出。进气箱一般安装在机房内北（阴）面的下部。3.3.排气箱

排气箱完成将机房内的热气排出，一般安装在机房内南（阳）面的上部。

3.4.室内外温度探测器

3.5.室内外湿度探测器

三、电信基站机房节能的设备组成清单

电信基站机房节能设备清单

序号 设备名称 型号 单位 数量 主要功能 备注

是系统的核心或心脏，采集到的信息处理，发出控制指令。内有1 主控箱

个 1 必备

主控板、显示面板、开关、交流接触 器等

内有2个离心风机，上面安装了2 进气箱

个 1 必备

滤尘装置，内可选安装冷凝水管 排气箱

个 1 内置1个离心风机 必备

上面固定了1个温度传感器、14 室外集成盒

个 1 个湿度传感器，采取了防雨措施。必备

含连接线。

上面固定了1个温度传感器、15 室内集成盒

个 1 个湿度传感器，采取了防雨措施。必备

含连接线。尘感探测器

个

1选用 7 辅材

套

中国移动通信集团湖南有限公司岳阳分公司机房节能测试数据

我公司的机房换气节能系统在湖南、湖北、山东、河北、北京、四川等多个省市运用。

目前在中国移动通信集团湖南有限公司岳阳分公司安装了一套机房智能通风系统，该系统进风机由1台离心风机组成，排风机由1台轴式 风机组成，每台离心风机的 进风量是2100m³/小时，相当于每小时更换机房内的空气10次，整套系统功率在185±5W之间。经过测试分析，机房有2台3匹的空调制冷，空调制冷 功率大约为6000W,由于机房发热设备多，根据监测，空调每天需运行15个小时以 上，由此可以得出：

7、没有安装机房节能换气系统情况下，机房每天运行用电量：149.4度

8、安装运用机房节能换气系统情况下，风机平均每天运行16个小时，机房整体用电量117.4度。

9、安装节能系统后每天节约用电量：149.4度-117.4度=32.0度；

10、每天节约用电率：32.0度/149.4度×100%=21.5%；

11、一年平均可用节能系统12个月，年平均节电量： 32度/天×30天×12个月=11520度/年；

现代机房设计与节能探讨 篇3

【关键词】智能建筑；数据中心；节能

0.引言

随着电子信息技术的快速发展，机房建设日新月异，现代建筑智能化不断普及。作为国家经济建设重要组成部分，我国机房建设在取得快速发展的同时，现代机房建设的规范设计以及环保节能成为行业上下共同关心的问题。国家相关部门不断研究推出新的适用法律法规、行业规范、技术标准去规范现代机房的建设工作，加强对机房建设的技术要求以及环保监测，以加大行业监督和引导机房建设的良性发展。

1.我国现阶段机房建设的发展现状

目前，我国机房建设基本上可以满足现阶段的市场需求，但是由于机房建设是一门的综合性、交叉性非常强的行业，涉及了装饰装修、机房屏蔽、电气及照明、防雷接地、空调、新风换气、UPS及发电机接入、机房安防系统（监控、报警、门禁等）；动力环境监控、综合布线、KVM管理、火灾报警、气体灭火等诸多领域，运用到的技术也比较全面和多样化。现代机房建设在满足计算机系统网络设备安全可靠正常运行的同时，也必须严格按照国家各项有关标准及规范进行设计。

然而从实用先进、安全可靠以及环保节能方面来看，我国机房建设领域依然存在很多不足。结合对现阶段我国机房建设的发展情况以及多年的工作经验综合分析，存在的问题主要体现在以下几个方面：

1.1标准化不够

虽然，国家出台了很多相关的机房设计标准规范，但由于行业特殊性以及区域性的条件差异，标准化在现阶段来说存在着一定的困难。在机房建设应用和改革初期，在设计标准方面一直没有严格的国家标准规范，长期以来缺乏监督，企业也缺少设计改革的兴趣。如今，由于业内竞争增加，以及机房建设的安全隐患等因素，很多企业已逐渐认识到，必须根据机房建设的基本条件，按照国家标准去进行设计和投用，才能提高机房的适用性和实用性。

目前，国家关于计算机机房建设最新的国家级标准是（GB50174-2008）《电子信息系统机房设计规范》。最新的国际标准是（ANSI/TIA-942-2005）《数据中心电信基础设施标准》，上述是现今计算机机房设计和建设的主要依据。

1.2先进性不够

机房设计是一项技术性非常特殊的行业，设计技术的质量直接影响着整个工程的价值体现采用先。目前沿用的技术大部分都是比较传统和保守的技术，设备也相对落后。研发新的技术、新的工艺以及更好的设备是提高机房建设先进性的关键条件，在工程项目中尽可能采用先进的技术、设备和材料，例如尽量选用难燃、抗水、抗裂的保温材料，UPS选型上尽量选用双变换式、IGBT技术、高频机等高效可靠的UPS主机，使用的机房设备尽量采用高密度机柜和刀片服务器来提高使用效率等手段来提高机房的整体运作质量，在尽量少的支配下得到更加大的运作效果。

满足当前机房业务需求，促进未来发展，使整个系统不断升级，是目前机房建设发展的一大趋势。

1.3可靠性不够

所谓可靠性是指为了保持通信系统中服务器和网络连接设备的正常运行，机房必须有可靠的电力保障、可靠的环境保障。电力是机房的动力，所以必须保障电力的正常供给。除了市电供应外，建议机房的电力必须经UPS供出，这样电池电力在停电情况下持续一定时间的供电。同时根据系统的使用可靠性等级选用”N+1”冗余，甚至“2N”双系统的配电系统。

另外为了系统设备正常运转，对大楼及网络设备室电源采取三级防护。大楼配电室加装并联三相箱电，作为电源的一级保护，重要机房的平层配电箱加装并联三相模块，作为电源的二级保护。机房内配电箱加装并联三相模块，作为电源的三级保护。电源插座采用并联模块式防雷插座。为了保护UPS，其输出端加装并联单相电源。

另外，机房环境必须满足计算机设备对温度、湿度和空气洁净度，供电电源的质量（电压、频率和稳定性等），接地地线、电磁场、防静电和振动等项的技术要求。

1.4安全性不够

机房设计的安全性是指网络机房设计上要做好防雷防火防盗等措施，这些措施包括采用阻燃材料、防静电材料，进行专业的防雷设计等。机房除了应选在洪水、雷暴少的区域建立，还需建立一个完善的防雷系统，包括外部防雷、内部防雷以及电涌保护三方面内容。外部防雷装置（按闪器、引下线和接地装置）须承接50%以上的雷电流人泄大地；内部防雷必须采用等电位连结、屏蔽、防闪络技术和装置，阻塞雷电波沿金属导线和空间电磁场入侵；电涌保护是用于限制存在于某两物体之间的冲击过电压的一种设备，除具有防雷功能外，还有抑制过电压的作用。消防系统不够完善也是影响机房设计安全性的关键，可分为气体自动灭火系统、水喷淋系统。对于有管网系统必须规划、建设钢瓶间、消防控制间和管道，从而达到全方位报警、分区灭火，最大限度地提高对火灾的防范能力。

1.5节能环保不够

节能环保是现代科技发展的又一热门课题，在机房设计时，也必须考虑到节能环保，设计时将尽量选用对环境安全环保的材料，优化机房建设的资源可循环性，减少浪费。下面针对节能环保这一课题，提出一些可行措施：

2.现代机房建设的节能环保措施

2.1合理确定机房等级，合理选址，关注系统配置要求

不同机房的等级，其系统要求、耗能也不一样。在进行机房设计时，应结合机房的使用性质、管理要求及其在经济和社会中的重要性，严格按照根据国家规范的电子信息系统机房等级标准确定其所属级别。级别高的机房，系统冗余较高，相对来说，其投资和能耗也较高。在满足系统可靠性的前提下，合理确定机房等级和系统配置，可以降低投资，减少能源消耗。

我们不能奢求所有的数据中心都能健在高原荒漠地带，但我们可以尽量选择在电价相对较低、常年气温偏低、网络资源丰富、可充分利用外部空气制冷的场所建立数据中心。

2.2充分利用自然条件，合理选择空调节能方案

空调设计应结合当地的气候情况，根据数据中心的结构，优化冷热通道布局，选择不同的节能措施：

A、大型机房宜采用水冷冷水机组空调系统。

B、北方地区采用水冷冷水机组的机房，冬季可利用室外冷却塔作为冷源，通过热交换器对空调冷冻水进行降温。

C、空调系统可采用电制冷与外部自然冷却相结合的方式。

D、精确送风、缩短回风距离。刀片服务器等高密度机柜系统可采用紧靠热源的行级制冷、冷通道或热通道封闭的解决方案。

调查资料表明，电子信息系统机房内空调系统的用电量约占机房总用电量的20%～50%，因此空调系统的节能措施是机房节能设计中的重要环节。

2.3合理布置制冷方式、机柜机架的布置，提高设备散热效率

现在大多数数据机房采用高架地板下送风方式，这时如采用上走线可比采用地板下走线可降低20%以上的水泵和风机的能耗，因为这样即可以减少送风的阻碍，也可以减少冷风的泄露和与热风的混合。

当机柜内或机架上的设备为前进风、后出风方式冷却时，机柜或机架的布置宜采用面对面、背对背方式。对于前进风、后出风方式冷却的电子信息设备，要求设备的前面为冷区，后面为热区，这样有利于设备散热和节能，机柜或机架面对面布置形成冷风通道，背对背布置形成热风通道。这样便于冷热系统循环，避免冷热气流混合。如果采用其它的布置方式，有可能造成气流短路，不利于设备散热，这样既浪费了能源，散热效果也不理想。

2.4采用绿色节能的电源技术、提高电源效率

采用高频整流技术的UPS，可以使网侧的UPS功率因素接近为1，基本可以达到0.99以上的输入功率，只要载波频率足够高，完全可以实现输入正弦化。

如用户仍采用的是工频机，则可采用多相整流器技术，现在常见的12脉波整流器可将输入功率提高到0.92。而常见的6脉冲整流器输入功率只有0.8左右，谐波电流30%之大。

另外在传统UPS三相SCR全控整流器外输入侧增加滤波器，也可使输入功率提高到0.9，谐波THD<5%。

随着技术的发展和成熟，为了节能减排，应尽量采用高频机取代工频机，毕竟UPS的耗电量也能占到整个机房总用电量的10%～30%之多。

2.5慎重设置机房外窗，尽量减少能量损耗

根据等级电子信息系统要求，A级和B级的主机房不宜设置外窗。当主机房设有外窗时，应采用双层隔热固定窗，并应有良好的气密性。A级或B级电子信息系统机房中的服务器机房、网络机房、存储机房等日常无人工作的区域不宜设置外窗，从节能的角度来讲，不设置外窗可以避免通过外窗进入的太阳辐射热及避免通过外窗将机房内的冷量散失，从而减少空调消耗量，达到节能的目的。

2.6分区分组控制灯具，优化照明节能设计

主机房和辅助区内的照明光源应根据用途需要科学分区分组，尽量采用高效节能的LED灯、荧光灯，其镇流器的谐波限值应符合国家标准《电磁兼容限值谐波电流发射限值》GB17625.1的规定。在机房设计时必须优化照明结构，采用最先进的节能技术，对于大面积照明场所及平时无人职守的房间，在平时不需照明时可以关掉部分光源，达到节约电能的目的。同时随着科技的进步，LED节能灯的性价比正在逐步提高，采用有色LED等，不仅节约资源，外观效果也是很酷的。

3.结束语

数据中心机房的节能设计 篇4

1 机房电源系统节能

1.1 电源系统设计方面的节能方案

当前数据中心机房设备用电主要为交流电, 交流电是由变压器和ATS开关所组成的UPS输入供电系统, UPS功耗约占数据中心机房所需总功耗的10%。数据中心机房直流供电替代交流供电, 不仅能保证供电可靠性和电磁兼容还能提高能效比, 但是目前该方案还缺少设备支持以及存在直流供电系统价格昂贵的问题。

以下电源方案能很好的做到节能:1) 采用无变压器的UPS设备。目前有越来越多的厂商推出无变压器的UPS设备, 可以让整机的效率提升至90%以上。传统的UPS的整机效率只有75%~85%, 但采用无变压器的机型, 可以提升至90%以上, 因此, 选用无变压器的UPS可以更有效的运用电源, 让每一度电都花费在系统运作上, 进而降低电力的成本[2];2) 选择模块化、可扩展的UPS设备。IT设备会随着企业业务的增加而扩增, 当然企业在选购UPS设备上, 为了达到备份与扩展性, 都会选购大型的UPS设备, 这会让UPS使用效率大都低于30%。当UPS负载率低于30%, 能源的转换效率就会低于50%, 造成电力的浪费;3) 机房的IT设备尽量选用220V的电力。处理器每花费1W的电力, 实际上所消耗的电力大于1.5W, 主要的原因在于电力输送和转换, 电力从机房的输入总配电箱送到每一个IT设备的零组件, 需要经过多道的电力转换, 每转换一次, 就消耗掉一定的电力。

1.2 运行维护方面的节能方案

在机房的运行维护上, 一般变压器经济运行的负载率为30%, 变压器负载率长期低于30%, 可以考虑停掉其中一台;调整负载, 均衡变压器的负载率也是一项重要的节电措施;另外, 过多的谐波会严重影响供电系统电能质量, 对现网运行相关设备产生危害, 同时谐波通过在供电系统内流动发热, 浪费电能, 因此治理低压供电系统谐波也是设备运行维护应该注意的问题。

2 机房空调系统节能

2.1 常用空调系统分类

目前常用的空调系统有:集中空调冷水系统+冷水型恒温恒湿空调、风冷恒温恒湿空调机系统和机柜模块式空调系统[3]。第一种系统制冷能效比较高, 系统整体的能效比一般可达4.0以上, 适用于大型机房, 系统的整体性能较好, 可进行集中调控, 缺点是需要单独设置制冷主机房。第二种系统适用于有室外机放置位置的通信机房, 由于风冷恒温恒湿空调机不需接冷水管, 所以可直接安装在通信机房内, 安装设置比较灵活。第三种系统制冷效率较高, 一定程度上能够解决大功率机柜的散热问题。在设计空调系统时要综合考虑多方因素, 选择合适的系统。

2.2 机房空调节能措施分析

空调系统占机房能耗的比例逐年增加, 对一些数据机房的调研发现:空调系统的电费支出占整个机房电费支出的45%左右[4]。由于以下原因, 空调系统长时间处于非满载运行状态:1) 通信设备对空调系统要求较高, 设计时安全余量较大;2) 设备分期安装、分期投入运行, 机房启用初期空置率较高;3) 空调系统的制冷量是用夏季空调计算温度计算而得, 在其他季节, 室外温度降低, 制冷负荷变小。因此, 机房的空调系统的节能潜力是比较大的[5]。

2.3 机房空调节能技术

首先, 采用变频技术可实现对压缩机、水泵、风机等设备的无级调节, 有利于空调系统的节能。变频式主机透过转速的改变, 当机房需要较多的冷空气则强化转速, 当机房有足够的冷气需求, 则可降低转速, 达到省电的目的。

在送风与散热模式上, 采用水平式散热架构。传统的下吹式空调透过高架地板将冷空气送入机柜, 但随着服务器所散发出来的热量越来越高, 传统的下吹式空调已经无法应付。水平式冷却系统, 则是在数台机柜间, 装置1台冷却机柜, 冷空气并不是从高架地板送出, 而是透过冷却机柜, 将冷空气平行送至各机柜, 由于冷空气气流路径较小, 也提升空调效率, 降低用电量。另外, 可使用制冷主机群控系统来解决制冷主机和辅助制冷设施的运行台数随负荷季节变化的问题。

对高密度、高散热量的机柜, 采用纯水 (或冷媒) 冷机柜带走热量。过去1个机柜的总耗电量约为3k W, 但随着服务器效能的提升, 1个机柜的总耗电量甚至可以达到14k W以上, 传统的空调将无法因应高密度、高散热量的机柜。水冷套件只需要1/4的传统空调能耗, 就可达到相同的制冷效果, 进而节省空调的支出。相较于纯水, 冷媒能交换的热量更多, 也提升水冷套件的降温能力, 更适合高散热量的系统运作。

3 机房与机柜布局

3.1 机房布局方面

采用小型化模块机房的方案。大型机房由于机房的面积较广, 容易让送风距离过长, 造成远程机柜冷空气进气不足, 这个时候, 就必须要调低整体空调系统的温度, 造成电力的浪费。视机柜的负载量, 将大型机房按功能和功耗大小划分出数个小机房, 由于小机房单位面积较小, 回风的距离也较短, 不但可以达到有效率的降温, 还可以减少空调费用的支出。

3.2 机柜布局方面

采用高通孔率机柜, 并建立冷热通道。由于机柜的前方为进气口, 后方为散热孔, 如果机柜的正面都是朝向同一面, 前方机柜的热量就会被后方的机柜吸入, 造成后方机柜温度过高, 也因此, 机柜的摆放必须面对面、背对背。两个机柜的正面能面对面, 建立起冷通道, 而两个机柜的背面也是背对背, 建立起热通道, 强化空调冷却的效率, 避免冷空气混和热空气造成混风现象。

在整个机房环境里, 平均分配高密度机柜。高密度机柜如果摆放的位置过于紧密, 容易因为热点而造成机柜冷却效率不佳, 此时, 如果只是强化冷却效果, 不但造成空调的浪费, 机柜冷却的效果也很有限。

4 其它方面的节能

4.1 机房建筑节能

早期的一些机房由于未考虑机房建筑节能, 围护结构传热损失比较大, 加上一些大楼内机房和办公用房混用, 建造时窗墙比例偏大并大量采用玻璃幕墙, 这些因素都增加了空调负荷, 导致机房空调系统浪费严重, 能耗消耗严重。

需对机房建筑围护结构进行高水平的保温隔热, 对外墙增加保温隔热层。在外墙围护结构保温隔热良好的情况下, 对机房内墙、机房地板、机房天花采取保温隔热措施。

4.2 降低空调系统使用

如果能采用自然的冷空气, 就能不必耗费电力又可达到冷却的效果。针对当地的实际气候条件, 机房散热采用直通风、智能通风、热交换等方式, 减少或取代传统的空调散热方式, 充分利用机房内外空气的对流, 将室内的热量带到室外, 有效降低温控方面的能耗。对于通风防尘设计, 宜采用风压损失小的专用风扇过滤网, 保证最佳的过滤效果。要采用机房外部的冷空气降温, 室外摄氏温度必须低于10℃。

4.3 利用绿色能源

机房应优先选用节能高效的照明电器、供配电和制冷系统, 减少能耗, 充分利用清洁能源和可再生能源 (如风能光能等) 。可再生能源的使用, 主要取决于当地的气候和地理环境。

4.4 提高服务器运行率

通过有效提高服务器的业务运行率从而达到节能目的比单纯提高供、配电设备效率指标更有效。关键就是进行业务整合, 即共享硬件, 用虚拟化划分业务。机房运维组织根据业务量的大小启用服务器, 就能有效节省服务器的能耗。目前IT行业最热门的技术“云计算”非常符合节能的要求。另外, 利用虚拟化技术来提高设备利用率也是一种节能的途径。多数设备都会附带电源管理工具, 可监控数据中心内和节能相关的数据, 包括电源消耗二氧化碳排放等等。有了这些工具, 企业用户就可以了解他们存储系统和服务器的能源消耗情况, 并且在非高峰时段降低能源使用量。

5 结论

在能源紧缺的今天, 唯有在各个重要环节做好节能减排工作, 才能建设好“高效节能数据中心机房”。相信随着科学技术的迅猛发展, 越来越多的节能技术将应用于我们生活的各个领域。

参考文献

[1]宋福峰, 刘宝昌.通信电源系统设计及运行维护中节能方案探讨[J].运营与维护, 2010, 3:69-71.

[2]耿英保, 王宗殿, 杨松涛, 等.浅议计算机机房节能[J].中国集体经济, 2010, 6 (上) :160-161.

[3]唐红亮.计算机机房管理教程[M].电子工业出版社, 2006.

[4]石海军, 吴昊, 刘寅.机房空调系统全年节能性运行调节策略的研究[J].制冷空调与电力机械, 2005, 26 (5) :49-51.

数据中心机房的节能 篇5

数据中心机房是为电子信息设备提供运行环境的场所,可以是一幢建筑物或建筑物的一部分,包括主机房、辅助区、支持区和行政管理区等。典型数据中心机房模型如图1所示。

典型数据中心机房工程按照功能划分,主要包括辅助设备区(UPS及其电池、柴油发电机组)、主机房、监控室、会商间和办公区等。在实际建设中数据中心机房功能区域的设置和平面布置可以视具体情况有所不同。数据中心机房的使用性质、管理要求及其在经济和社会中的重要性决定了其特殊性和安全性。它作为建筑物或建筑物的一部分,必然会受到外部环境的干扰,从而影响数据中心机房内电子信息设备的正常运行,轻者遭到经济损失,重者可能影响社会稳定,造成不可估量的重大灾难。外部环境主要包括不安全人员、雷电、水灾、电磁干扰、地震等。典型数据中心机房的风险识别和控制措施如图2所示。

基于数据中心的特殊性和风险控制的需要,典型数据中心机房工程所涵盖的工程内容主要包括以下几方面。

(1)装饰装修工程 ①机房区环境工程;

②办公区环境工程;

③监控区环境工程;

④动力区环境工程。

(2)电气工程

①柴油发电机系统;

②不间断电源配电系统;

③动力配电系统;

④照明配电系统;

⑤电源防雷系统;

⑥机房接地系统。(3)空调工程

①专用空调系统;

②辅助空调系统;

③新排风系统工程。

(4)消防工程

①自动报警系统;

②分区气体灭火系统;

③分区水喷淋系统。

(5)弱电工程

①楼宇设备自控系统;

②安防控制管理系统;③通信网络自动化管理系统;

④结构化布线系统;

⑤公共信息系统;

⑥监控中心控制系统。

典型数据中心机房专业分布如图3所示。

数据中心机房工程的用途决定了其设计和建设的复杂性。在工程设计和施工过程中应着重解决如下问题:可用性、可管理性、安全可靠、节能环保。

为了更好地解决上述问题,数据中心机房工程设计、施工等参与各方应综合各专业的技术要求,并进行有效的整合、协调和集成,使得各专业在数据中心机房中发挥应有的作用,并形成一个有效的整体,为其中的电子信息设备运行提供高效、平稳的运行环境。

数据中心机房工程设计和施工所涉及的问题极多。文中就几个横跨多个专业的问题展开讨论,并结合笔者多年的工程经验提出相应解决方案:冷热通道的气流组织;管线综合平衡;集中监控平台。

冷热通道的气流组织

数据中心机房的气流组织形式应根据电子信息设备本身的冷却方式、设备布置方式、布置密度、设备散热量、设备散热方式、室内风速、防尘、噪声等要求,并结合建筑条件确定。机房气流组织形式、风口及送回风温差如表1所示。

数据中心机房工程中机柜或机架高度应大于1.8m、设备热密度大、设备发热量大或热负荷大,一般采用活动地板下送风、上回风的方式。目前应用最广泛、最适用的气流组织形式为冷热通道的送回风方式。冷空气从机柜或机架的前面吸入,热空气从机柜后面排除。设备放置在机柜或机架内,将会达到极好的散热效果,如图4所示。

按照上述气流组织的要求,以下问题应得到很好的解决:

(1)静压箱的形成

根据《电子信息系统机房设计规范GB50174-2008》的要求,活动地板下的空间作为静压箱时,地板高度不宜小于400mm。活动地板下空间作为静压箱还应做好如下工作:

①应尽量选择优质的活动地板,以保证在长期低温恒湿环境下材料不变形,不膨胀。

②活动地板的铺装应加强质量管理,尤其在边角处理上一定要牢固,以免发生变形影响静压箱的密闭性。

③活动地板下的空间应做好封堵工作,尤其在管槽出入处、门(洞)口、轻质隔断等部位的封堵,以保证静压箱的密闭性。

④机柜或其它电子信息设备下方及下进线口应保证密封。

(2)保温处理

目前,多数数据中心机房工程选用机房专用空调。为了将机房温度控制在23℃±1℃,无论是水冷还是风冷系统,空调机组的出风口的空气温度一般在15℃以下。这样,整个静压箱的空气温度也将维持在此水平上。而机房下层作为办公区域,其空间温度一般维持在25℃左右。这样,机房地面(即下层楼板)上下会形成将近10℃的温差,极易在下层楼板结露,从而影响下层办公区域的使用。因此,地板下必须做好保温处理。保温材料的选择应满足消防要求,并应采用环保材料。目前,地板下保温材料多选用闭泡橡塑板。

(3)设备布置

为了保证气流组织顺畅,数据中心机房内设备布置应有利于空调送回风。目前广泛采用的方式为设备列与空调机组送风方向保持水平,避免交叉甚至垂直。图1所示的典型数据中心机房模型中,空调机组正面应与机柜(或设备)列正反面保持垂直。

机柜或机架的前门应朝向冷通道,而后门则朝向热通道。因为大量电子信息设备的风扇安装在设备后侧,这样将有利于冷通道吹出的冷空气在设备内主动流通,大大提高了散热效果。

在不同数据中心机房中可能安装不同类型的电子信息设备,但只要采用冷热通道气流组织,均应尽量按照上述原则进行设备布置。

(4)地板排布及风口安装

数据中心机房工程在采用冷热通道送回风方式时一般采用架空活动地板。目前,机房工程大量采用的是600×600(mm)的抗静电地板。选择风口地板时,应尽量选择与相应地板配套的风口地板。按照冷热通道气流组织要求,冷通道应安装风口地板,而在机柜或其它电子信息设备下方则应密封。照此原则,为了后期运行维护方便以及机房整洁美观,冷通道(设备列中)安装的风口板应尽量选择整板。结合地板的尺寸,如果冷通道放置两列风口地板(地板尺寸为600×600mm)时,宽度不宜小于1200mm(即可安装两整块风口地板),考虑到设备或机柜的尺寸,热通道的宽度可以做适当调整,以保证设备或机柜与地板缝协调。

数据中心机房设计时,设计人员应在地板平面图中注明风口地板安装数量和位置。风口地板的数量及安装位置应按照设备散热量、风口地板通风率、室内温差控制等因素综合考虑,由空调专业人员计算设计。在工程后期调试阶段,调试人员可以根据测试数据适当调整风口地板的数量和安装位置,但必须经过设计单位同意。

(5)管线综合

数据中心机房管线综合是一项复杂又必要的工作,具体解决方案详见后文。在采用冷热通道气流组织的机房工程中,管线综合应按照有利于气流组织顺畅的原则进行综合。

(6)回风保证措施

如图4所示,热通道的热空气应该顺畅地回到空调机组进行制冷处理,才能有效保证气流组织的顺畅性,从而有效降低设备温度。保证回风的措施主要包括:

按照图4所示,机柜或设备上方应该留有足够的空间才能有效保证回风要求。按照工程经验,机柜或设备的高度一般不超过2m,上方净空不宜小于0.6m。即机房的有效吊顶下净高应保持在2.6m以上,尤其是上走线方式的机房更应该保证不小于2.6m的净高。机房选址时应充分考虑建筑物的层高,以保证机房的净高。

在上走线机房内,管线综合时应充分考虑有利于回风的原则。

空调机组回风口应保证回风通畅,不应有遮挡。

(7)防尘处理

按照数据中心机房要求,静态条件下测试,机房内≥0.5μm的尘粒数≤18000粒/升。在采用冷热通道气流组织的数据中心机房内,空气的流动是十分顺畅的。这要求在气流组织通道内必须做好防尘处理。

地板下原地面应做好防尘处理。在地面保温和地板施工前,原地面应做好洁净处理,并刷(喷)防尘涂料,做好隐蔽检查记录。

原楼板(或有效转换层)做好防尘处理。在吊顶或转换层施工前,原楼板(或有效转换层)做好洁净处理,并刷(喷)防尘涂料,做好隐蔽检查记录。

数据中心机房内风管等保温材料应尽量避免使用玻璃丝绵等易起尘的材料。

(8)环保和节能措施

最新数据中心机房工程要求绿色和可持续发展,绿色数据中心机房是设计和施工参与人员今后长期一段时间共同的目标。

绿色数据中心工程涉及的专业多、内容也十分复杂。笔者结合工程实践经验,就采用冷热通道气流组织的机房工程在环保和节能方面的注意事项做如下介绍:

前文讲到为了有效回风,机房的净空不宜小于2.6m。但并不是说机房的净高越高越好。因为机房净空过高,气流组织空间加大,空调的负荷将加大,不利于节能。而机房净高在2.6～3.0m之间将会在回风和节能方面达到平衡。所以,机房选址时应尽量考虑这方面的因素。如果机房层高过高,一般建议增加二次吊顶及转换层,以降低机房净高。

为了保证气流通畅,机房空调机组将加压送风。空调设备出风口至最远端风口地板的距离俗称送风距离。送风距离如果较远,设备送风压力就大,而压力越大,机房噪声也将越大,而且空调效率也会大大降低。有人值守的主机房和辅助区,在电子信息设备停机时,在主操作员位置测量的噪声值应小于65dB(A)。为了降低机房噪声、提高空调设备效率,送风距离不宜超过15m。在机房选址、设计、平面规划时应考虑这方面的问题。

管线综合平衡

数据中心机房是涉及多专业的集成工程。为了更好地解决数据中心工程专业协调、环保节能、使用方便、可扩展性和观感美观等关键问题,数据中心管线综合是一项十分必要而又复杂的工作。在项目设计和施工前、过程中,设计和施工等参与人员应该结合本工程做好规划和落实。

目前,更多的数据中心工程采用上走线无吊顶方式进行管线综合设计。笔者就此类典型的数据中心机房工程在管线综合方面做如下介绍。(1)顶部联合支架安装

在采用上走线方式的数据中心机房中,顶部会有大量的机电安装工作,比如灯具、强弱电桥架、风管、消防报警、气体灭火管道、摄像机等。按照传统的安装方式,施工人员将在机房原顶板打大量的孔并采用膨胀螺栓连接。这种安装方式将产生如下不利影响:

①在原顶板大量打孔将有损原楼板结构;

②安装完成的设备不能移动位置,将不利于后期电子信息设备的安装和使用。

③可扩展性较差。随着机房后期发展,机房内设备有可能增加,相应强弱电线槽等将增加。如果采用传统的安装方式,势必在后期安装时将重新打孔,成品保护将是一个难题。

顶部联合支架安装方式将很好地解决上述不利影响。所谓顶部联合支架是指在原楼板下安装一层1200mm×1200mm网格∏型钢转换层。上述所有安装工作均在转换层受力,并与转换层卡接,而不是焊接。这样所安装的设备将可以在转换层上滑动,这样可以提高机房的灵活性及可扩展性。灯具的安装则采用倒∏型大龙骨,相应电源线敷设在大龙骨内,而灯具也可以根据实际需要在大龙骨上滑动。图5所示顶部联合支架安装实例。(未完待续)

(2)顶部气体灭火管道和报警管线排布和安装

顶部无吊顶的机房内只在顶部安装一层气体灭火管道和报警。消防报警应安装在顶部最高处,而气体灭火管道则紧贴转换层安装。

(3)顶部新排风管道排布和安装

为了保证机房内净高和气流组织顺畅,新排风管道排布应在满足规范的前提下尽量沿机房墙体贴顶安装,但不得安装在空调机组上前方或正上方,以免影响空调回风。此外,风管排布应与空调送回风方向顺直,不宜交叉甚至垂直。

(4)灯具排布和安装

无吊顶机房顶部的灯具应安装在设备或机柜列中上方,不宜安装在设备或机柜正上方。这样可以保证操作人员作业时有效利用照明。灯具的安装高度应在消防设施(气体灭火和报警)和强弱电管槽之间。

(5)上走线强弱电桥架排布和安装

采用上走线方式的机房在强弱电桥架安装时应结合机柜或设备的下线方式排布。比如某些机柜或设备在其背侧下线，相应桥架安装时应靠后侧安装,反之亦然。此外，为了保证桥架至设备下线弯曲半径符合规范，并且顺直美观，桥架高度以高出机柜200～400mm为宜，但距装修完成地面不宜低于2.2m，并要求机房内同类桥架高度尽量一致。

强弱电桥架安装时应与空调回风方向顺直,不宜交叉甚至垂直,尤其要避免在空调机组回风口附近交叉或垂直。

(6)地板下气体灭火管道和报警管线排布和安装

地板下气体灭火管道和报警管线应尽量贴近活动地板底部安装,并且与空调送风方向顺直,不宜交叉甚至垂直,尤其要避免在空调机组送风口附近交叉或垂直。(7)地板下线槽排布和安装

目前,无吊顶机房大部分采用弱电上走线,强电下走线。强电线槽在地板下安装时应与空调送风方向顺直,不宜交叉甚至垂直,尤其要避免在空调机组送风口附近交叉或垂直。

数据中心机房的节能 篇6

关键词：绿色数据中心；网络机房；IT系统；一体化

中图分类号：G717 文献标识码：A 文章编号：1005-1422（2016）03-0115-04

一、引言

绿色数据中心（Green Data Center）是指数据中心中的IT系统、机械、照明和电气等能取得最大化的能源效率和最小化的环境影响。绿色数据中心是数据中心发展的必然，我们主要从建筑节能、运营管理、能源效率等方面来衡量一个数据中心是否为“绿色”。绿色数据中心的“绿色”具体体现在整体的设计规划以及机房空调、UPS、服务器等IT设备、管理软件应用等是否具备节能环保功能。

二、绿色数据中心架构

绿色数据中心是数据中心发展的必然。绿色数据中心的“绿色”具体体现在整体的设计规划以及机房空调、UPS、服务器等IT设备、管理软件应用上，要具备节能环保、高可靠可用性和合理性。

三、节能一体化解决方案

本项目数据中心的节能设计，我们提出的节能一体化解决方案包括电力系统节能分析、动力环境系统节能控制、IT设备的智能控制、IT设备新型的节能技术的应用、智能管理软件的应用等，并将这些作为节能重点来设计，在设计过程中需要系统分析和统筹兼顾，以达到绿色、节能、环保的目标。

1.六种节能方案及效果

2.基础设施及节能措施

（1）机房环境的要求

现代IT设备中的元器件及集成电路极易受到温湿度、尘埃、有害气体、电磁、雷电等的干扰，为使其可靠运行，机房必须具备一定的环境条件，根据《电子信息系统机房设计规范》（GB 50174-2008）的规定，机房环境应达到以下要求：

（2）基础设施节能措施

数据中心建设中与建筑热工有关的节能途径与节能措施主要关注围护结构、内墙保温、保温材料、六方体围护、热桥处理、无窗密闭护围等几个方面。

3.机房空调与机房空调节能措施

（1）机房对机房空调的要求

机房是数据处理中心，安装有大量的计算机、磁带机、磁介质、交换机、路由器等对环境温湿度、洁净度要求较高的精密设备，对机房环境有严格的要求，其中最重要的是机房温度、湿度和洁净度三个指标。

机房专用空调（精密空调）是为计算机机房（包括程控交换机房）专门设计的特殊空调机，精密空调系统的设计是为了进行精确的温度和湿度控制，精密空调系统具有高可靠性，保证系统终年连续运行，并且具有可维修性、组装灵活性和冗余性，可以保证数据中心四季空调正常运行。

计算机机房专用空调在设计上与传统的舒适性空调有着很大区别，二者为不同的目的而设计，无法互换使用。计算机机房内必须使用机房专用空调。

（2）机房专用空调设备类型

机房专用空调设备制冷系统形式很多，可以根据工程项目的特点，选用不同的制冷系统。机房专用空调机组制冷系统主要冷却形式有风冷式、水冷或乙二醇水冷式、冷冻水式、双冷源系统等。

（3）机房空调节能措施

在对自控新风冷气机设备进行选型过程中，机房的热负荷和换气次数是最为重要的参数依据，因为这两项参数决定了机房的温湿度能否得到恒定以及机房的洁净度能否得到满足。所以我们在机房专用空调设备选型时先选定这两项数据，然后再对选定的新风设备型号进行其它次要数据项的验证。根据机房热负荷及换气次数的计算，可以对机房专用空调设备的设备型号进行选定。

（4）冷气流组织与节能措施

气流组织就是将空调机送出的冷风通过预定的风道、风口，按预定的风量与风速送往需要制冷的地点，再把设备产生的热空气回收到空调制冷的过程。气流组织分为三个部分，即冷气产生、冷气配送和气流返回。

（5）机柜内制冷的节能措施

A.机柜布局：机柜按行排列，采用冷热通道的技术，背靠背布局。

B.安装盲板：尽管机柜通常被认为只是一种机械支架，但它对于防止设备排除的热空气重新进入设备进气口至关重要。

尽管主要的IT设备制造商均强烈建议使用盲板，但实际上90%或更高比例的机房都忽略了这一点。热空气再循环问题可能导致IT设备的温度上升8℃。安装盲板是一个极其简单的过程，可以用非常低的成本应用于几乎所有的数据中心。

C.使用标准宽度机柜（使用超宽机柜将可能使得热空气通过设备侧面进行短路循环）。

D.使用深度扩展的机柜。

E.使用螺丝固定IT设备（使用托盘安装IT设备会造成相关位置盲板的无法安装，从而为热空气的短路循环提供了完全开放的条件，应尽量避免）。

F.使用带有风扇系统的机柜，可将底层空气输向机柜前端或从机柜后端主动排除热空气。

G.合理的负载分布。

不合理的设备安装位置，特别是高功率高密度设备的安装位置，可能明显增加机房的工作压力。当高负载密度、高功率服务器被组合成一个或多个机柜时，便会出现高负载密度设备群。这种情况可能导致数据中心出现热点，并要求操作员采取相应措施，如降低空气温度设置点等。

四、供配电系统节能

1.供配电系统节能概述

（1）精确计算供电功率

使用用电管理软件精确计算用电功率和智能化控制系统用电，提高电源利用率。为机房建设规划提供更精确的数据，智能控制整体用电量。

（2）供配电系统节约电能的技术方法

主要是配电电压深入负荷中心、配电变压器的正确选择和经济运行、配电线路的合理选择和经济运行、电压调节和无功补偿等技术和方法的采用。

我国现有电力系统中，35kV以上电压等级输变电系统主要担负着远距离传输电能的作用，l0kV及380/220V电压等级则是配电系统的主体，与用户关系最为密切。电能通过导线、开关、变压器等设备进行传输的过程中，会产生功率损失（有功、无功功率），并在相应的时间内产生能量损失（有功、无功电量）。配电系统的线损率就是指在一段时间内，配电过程中损失的有功电量和该系统所获得的总电量之比。

2.UPS节能措施

目前UPS的节能必须从方案、UPS、电池、配电等方面全方位进行。

（1）UPS供电方案设计

根据远期最大IT负荷800KVA，建议采用输入输出一体化模块化设计UPS供配电系统。为了提高UPS系统的可用性，可以采用模块化冗余措施。

采用两模块化UPS电源，分别给不同的负载进行供电。系统输出部分采用热插拔配电模块，可以节省输出配电柜的成本。

实际上，模块化UPS的好处是完全可以按照实际的负载来配置功率模块，使得UPS的输出能力和负载之间的配比处于合理的百分比，而不用一次购买庞大的固定功率的UPS系统，使得初期UPS的负载量很低，运行成本高。

（2）UPS在线并机扩容功能

采用单机N+1冗余模块化热插拔技术，为机柜式外观结构。通过了机房的电磁兼容和电磁抑制测试，可直接安装在机房里面。与服务器机柜并排摆放。

模块化结构在IT设备上已被广泛使用（如PC机、服务器、小型机等）。模块化结构可以使得系统结构更加清晰，降低系统的复杂度，提高系统的可靠性；热插拔技术可以使得系统的配置随需要任意调整。模块化结构大大降低了设备维修时间，不需要UPS厂商专业工程师，就可以及时排除故障，保障系统的连续运行；模块化结构可以实现单机冗余，且冗余度可以随负载量的变化自动调整，其可用性要高于两台普通UPS并联；模块化结构减少了备件的数量，避免购买大量备品备件，浪费资金；模块化结构还使得电池配置很简单，降低成本。不用考虑单机60分钟，还是并机60分钟。

（3）采用模块化UPS，实现逐步扩容

目前，模块化UPS已经开始在国内应用，模块化UPS特点主要包括：可扩容、平均故障修复时间（MTTR）短、可经济实现“N+X”冗余并机。

（4）提高UPS自身能效，优化负载效率曲线

目前UPS均为在线式双变换构架，在其工作时整流器、逆变器均存在功率损耗。以一个容量为400kVA的UPS为例，每度电按0.95元计算，UPS效率每提高1%，一年节省的电费为400×0.8×0.01×24×365×0.95=26630.4元。提高UPS的工作效率，可以为数据中心节省一大笔电费，可见提高UPS效率是降低整个机房能耗的最直接方法。因此采购UPS，尽量采购效率更高的UPS。

五、机房动力环境监控与节能措施

1.机房动力设备监控

机房动力设备监控包括电力监控、发电机监控、UPS监控、空调、新风监控。电力监控电源系统的电压、电流、频率、视在功率、有效功率等参数；发电机监控转速、输出电压、电流、频率、油温等参数；UPS监控UPS状态、输入输出电压、电流、频率、电池电压、电池后备时间等参数；空调监控送回风温湿度、风量、压缩机状态、过滤器状态参数。

2.机房动力环境监控

机房环境监控包括机房各区域温湿度、漏水情况、消防监控等。

3.安防监控

安防监控主要是视频监控、红外防盗监控、门禁监控。

六、新风系统与节能措施

1.新风量计算

根据《电子计算机机房设计规范》规定，新风量应按下列三项要求合理取值：室内总送风量的5%；按工作人员每人40m3/h；维持室内正压所需风量。

2.新风净化处理

进入机房的新风必须经过初效、中效、亚高效三级处理，房间内新风质量要求较高时，还应安装紫外线灭菌装置，经过处理的新风送入专用空调回风口，与一次回风混合以后进入专用空调机组，经专用空调机后进入房间。

新风最好经过温湿度处理至室内工况后同与回风混合，避免夏季压缩机与电加热器同时工作，节省电能、减少空调机运转时间、延长使用寿命。

七、IT设施的节能措施

1.KVM主机切换系统节能

KVM具有节省空间、提高效率、使用简单、易于管理、节约成本、远程管理、环保节能等特点。

KVM机房监控管理智能电源管理解决方案，为数据中心的节电增添了又一个好帮手。KVM软件管理一款综合电源管理软件、智能PDU和环境传感器设备的软硬件结合的解决方案，能提供远程电源控制、机架级和设备级监控能力，为数据中心的管理者提供有价值的信息来提高设备的运行时间和容量规划等。

2.刀片服务器节能

刀片服务器比机架式服务器更节省空间，一般应用于大型的数据中心或者需要大规模计算的领域，如银行电信金融行业以及互联网数据中心等。目前，节约空间、便于集中管理、易于扩展和提供不间断的服务，成为对下一代服务器的新要求，而刀片服务器正好能满足这一需求，因而刀片服务器市场需求正不断扩大，具有良好的市场前景。

八、数据中心管理软件节能

1.电能管理软件节能

由智能PDU和电能管理软件组成。智能PDU能通过机柜级和设备端的用电监控管理，精确统计设备一级的耗电量，为用电容量控制和收取电费提供了准确的数据依据。与普通PDU不同之处还在于，智能PDU能在远程像亲临现场一样对设备进行电源开、关、重启等操作，及时修复故障，保障系统持续运行，还能将PDU空闲插座设为无电状态，消除因人为失误插入设备导致PDU的过载跳闸及设备宕机，以及通过对PDU插座的来电延时配置，避免因设备同时加电引起的瞬间电流峰值导致的断电跳闸。智能PDU最大的特点在于，不仅提供了每个端口的用电计量功能，还能对设备所处微环境的温度和湿度监控。

2.数据中心电源管理系统节能

数据中心的电源管理可分成四个阶段，分别是连接（保证电源的可靠供应）、计量（测量电能的消耗）、分析（查找电源低效率的原因）和智能分配（根据需求实现电能的动态分配）。目前的电能管理还处于连接和计量阶段，为了迈向更高级的分析和智能分配阶段，智能电源管理将是数据中心管理者必不可少的手段，同时达到节能、高效管理的效果。

3.虚拟化管理方案的节能

虚拟化管理通过硬件模拟实现，系统基于VMware或微软的虚拟服务器。该方式为每个虚拟服务器模拟了物理的服务器硬件，包括了全配置的BIOS这种方法让每个虚拟服务器好像运行在主机平台的单个处理器上。硬盘方面，每个虚拟服务器是完全独立的，在其硬盘上有操作系统和必要的应用。还有一种是通过主机来虚拟分类的。

九、小结

机房建设是一个系统工程，计算机技术的迅猛发展，促进了机房工程建设，对机房的安全性、可用性、灵活性、机架化、节能性等方面提出了更高的要求，绿色数据中心的架设，提高了机房的节能环保、高可靠可用性和合理性。

数据中心机房的节能 篇7

一、节能需要综合考虑

根据美国环保署提交给美国国会的一份研究报告, 在数据中心的电力消费中, IT设备、整体机房和电源设备的能耗比分别为“五、四、一”的关系, 即在选择节能措施的时候需要充分考虑服务器、交换机、空调、UPS和电源设备的能耗问题, 结合机房自身实际综合运用, 如果单从某一方面着手往往事与愿违。

二、合理布局

(一) 机柜的选择。

网络机柜是用来摆放服务器和网络链接设备的专用机柜。选购网络机柜的时候除了设计结构上的因素, 网络机柜采用什么样的门, 对于节能散热尤为重要。老式的网络机柜为了屏蔽辐射, 通常采用含铅玻璃的门。但是, 服务器和网络交换机的进风口都是前置的, 因此, 采用这样的门显然达不到改善风道的目的。基于上述原因, 新品的机柜一般都是采用蜂窝状网格前门。这种设计既保证了风道的畅通, 又能有效地屏蔽辐射 (蜂窝状网孔屏蔽辐射能力强于同厚度的钢板) 。

(二) 机柜的摆放。

网络机柜的摆放应当将正门朝向同一个方向并排放置。机柜与相邻机柜之间间隔不小于60cm。机柜排与排之间, 前后间隔应当不小于100cm。从而保证热空气能够在叠加堵塞之前被排出。

(三) 主机房与操作间的分离。

在数据中心机房将主机房与操作间的分离 (即无人区与有人区的分离) , 是根据区域功能定位不同而考虑。各个区域的设备应当均衡配备、合理摆放, 这样既能够确保网络、动力和空调的分配均衡, 也能够分散风险。另外, 通过监测系统, 能尽量降低工作人员出入主机房的频度, 以减少冷量和水分损失。同时, 工作人员应养成不在门口停留的好习惯。

三、冷/热通道设计

数据中心机房的典型能耗分布, 以PUE值等于2为例, 空调制冷系统能耗占比为37%, 供电系统为10%, 照明系统为3%, IT设备为50%。对于PUE值更大的数据中心, IT设备能耗占比进一步减少, 空调制冷系统能耗占比将进一步增加, 节能低碳性能变差。可见, 机房空调制冷系统能耗占比很大, 在空调制冷系统中下功夫, 在减少能源消耗上会大有作为。

采用地板下送风和冷热通道布置机柜是制冷效率较高的方式。现在广泛采用的空调送风方式是“下送风, 上回风”, 就是利用架空地板作为静压箱, 地板下的冷风从机柜前面的出风口吹出进入冷通道, 再依靠服务器电源的风扇吸入服务器, 冷风在机器内置换成热风后排出进入热通道, 最后再被空调机进气口吸入, 循环往复。该设计方案用来优化气流组织, 使得机房的送风与回风的流通更加通畅。在机房中, 服务器机柜也是制冷的关键, 把冷气输送到机柜的正面, 冷气只能从服务器正面进入服务器机箱, 发挥制冷作用。机柜摆放要实现冷热通道分开, 即采用“面对面, 背对背”的布局, 实现冷空气与热空气的隔离。如图1所示。

在此基础上, 还可以通过采取“封闭冷通道”或“封闭热通道”的技术措施来达到进一步提高制冷效率的目的。当然, 如果采用封闭式的冷通道 (或热通道) 设计, 还必须符合消防等规范。

四、空调制冷系统

(一) 热负荷的组成。

如何预测数据中心内IT设备和其它设备 (如UPS等) 的发热量, 是做空调制冷规划设计之前首先要解决的。数据中心机房的热源不是唯一, 由多种成分组成, 热湿负荷应包括下列内容:建筑围护结构的传热;IT和其他设备的散热;人体散热、散湿;照明装置的散热;新风负荷。热负荷的计算方法很多, 有精算法、估算法等。当上述各项热负荷之和确定后, 就可以初步确定对空调机组制冷能力的要求。

(二) 降低空调制冷系统功耗。

大多数机房采用强制通风方式盲目散热, 造成制冷能量的巨大浪费。机房内各空调设备完全隔离, 不能合理调度, 不同设备甚至工作在相反的制冷和加热状态。散热设备不了解机房内IT设备发热状况和温度分布, 只能盲目送风, 无法按IT设备稳定运行温度要求供应散热资源, 造成机房内温度过低, 但仍有局部的过热点。

针对上述问题, 可通过模块化设计, 提高制冷设备适应性和扩展能力, 提高设备利用率;提高制冷设备的智能化管理水平, 协调各空调设备的工作状态。数据中心过热点的直接冷却与冷却系统紧密相关, 但注意不要冷却已冷却区域, 将冷却空气的通道减短。使数据中心设计为服务器和存储器机架的空气流与房间空气流相匹配, 这样就不会将电能浪费在从相反方向来抽取空气。采用动态计算流软件对数据中心的空气流进行模拟, 并尝试不同的地面通风口位置和计算空间空气调节单元位置, 最优冷却系统可使数据中心能源支出节约25%。

五、模块化UPS的先进性

机架式模块化UPS在功率器件技术和制造工艺方面继承了传统UPS技术发展的成果, 但在系统架构方面, 以多模块并联为基础, 不仅实现了系统模块的热插拔, 而且更好地处理了系统模块独立运作、相互协作和平稳转换的关系。通过减少关键设备与负载之间的故障点, 模块化UPS可提高整个系统的可用性。

模块化设计在重新配置功率以满足不断变化的业务需求方面, 提供了极大的灵活性。除此之外, 模块化UPS能够给用户带来更好的可扩展性, 这也为用户的投资起到了很好的保护作用。机架式模块化UPS可以根据当前的业务需求进行配置, 并且能在以后添加更多模块。这种系统的优化能力显著降低了总拥有成本。

六、加强能效管理措施

(一) 实现精细化管理。

可通过能耗检测系统实现对各服务器的功率、电压、电流、功率因数等参数进行采集、汇总生成报表。通过横向纵向对比, 及时发现高能耗点, 使管理思想深入到可操作的细节中, 为精细化管理提供有效的支撑手段。也可通过采用智能精密配电柜和动力环境监控、KVM软件对服务器进行集中管理, 及时发现高能耗设备并及时采取相应技术措施。

(二) 建立有效的能效模型。

通过建立有效的能效模型可实现一旦发现如空调、UPS等能耗增加, 可通过技术手段进行设备改进, 实现基础设施硬件设备的节能, 从而实现数据中心整体PUE值的降低。

(三) 集成化管理。

可通过现有整合电力、制冷及IT设备集中管理软件管理数据中心设备, 并实现与管理软件互相通信, 互联互动, 即可实现IT和基础设施的集成化管理。

七、关键环节

在规划环节, 要充分调研, 确保需求规划真实准确, 计划任务书完整可行。建设单位与设计单位的人员应及早沟通, 在充分调研的基础上, 正确掌握使用需求, 共同编制计划任务书。深化设计, 既要满足使用需求, 又要符合国家相关标准, 同时考虑采用安全可行的绿色节能技术。外聘第三方专业团队或有实践经验的技术专家参与规划、评审及项目验收, 是确保绿色数据中心建设成功的又一保障。

八、总结和展望

从机房节能的发展趋势看, 节能的关键还在于如何克服机房内由于信息设备的高度集成化带来的高功率密度问题。为此新的更高效率的冷却方式将会逐渐增加比例。关键负载的区别对待将会广泛采用, 例如局部冷却或者采用“冰箱”式的制冷模式。有资料表明, 采用“冰箱”式的制冷模式比通常的风冷系统能耗降低40%。通过“云计算”等方式可以降低机房的功率密度, 减少机房的建设难度;集装箱和模块化数据中心占地面积小、PUE值低、建设周期短及可扩展性强的优势已逐渐体现, 可以满足云数据中心建设和快速化部署的需要。提高电源的使用效率和电源质量也是节能不可忽视的重要环节。例如, 提高UPS设备在50%负载条件下的效率, 减少谐波。采用直流供电模式可能是未来的一种机房供电模式, 目前已经有一些信息系统设备采用了直流供电模式。由于直流供电模式减少了UPS逆变换的环节, 因此减少了电能的损耗, 同时降低了改善电源质量的技术难度。

而针对现在已建成的普遍PUE大于2的数据中心, 笔者认为将合同能源管理和数据中心评测等一些新的手段和模式引入数据中心改造和管理则大有必要, 这样可以将国内外众多新节能技术手段和管理理念引入到数据中心改造和管理中去, 共同造福社会。

摘要：数据中心机房的核心业务是向部署在其内部的应用服务提供稳定运行环境, 稳定高效的制冷系统和供电系统是稳定运行的基础, 也是节能减排、降低运营成本的关键所在。本文是在提倡绿色低碳的趋势下, 通过介绍机房布局、空调制冷、UPS供电以及在日常管理中需注意的事项等方面, 从而达到节省开支、绿色环保的目的。

关键词：机房布局,能耗分布,空调系统,模块化UPS

参考文献

[1] .黄亦明, 杨志军.数据中心节能探讨[J].机房技术与管理, 2013

[2] .黄群骥.机房标准与机房节能[J].机房技术与管理, 2012

数据中心机房节能措施分析 篇8

一、数据中心机房主要节能措施

建筑设计阶段充分考虑机房节能要求。提前确定机房专业设计院, 根据机房设计的各项能耗指标要求与建筑方案设计相结合。该数据中心总建筑面积3044.31平方米, 三层, 建筑总高度15.9米。建筑设计方案首先对建筑各部分围护结构均做了节能设计, 建筑体形系数、窗墙面积比、围护结构的传热系数均小于规范限值, 外墙采用100厚HT无机保温板, 屋面采用55厚挤塑聚苯板保温材料。

除了建筑, 核心机房更是充分考虑各种节能措施, 包括机房的墙面及地面、天花等采取保温措施, 以减少精密空调的制冷负荷, 提高制冷效率, 降低能耗。机柜的布置采用热通道封闭的形式, 热通道隔墙采用轻钢龙骨双面钢板墙, 内填隔音棉, 机柜上方采用吊装方式, 吊顶接口处及与机柜接口处做密封处理, 尽量减少漏风;采用精密空调的房间, 进一步加强保温隔热措施, 也为防止机房楼板产生结露现象, 地板铺设20mm保温橡塑板, 顶板采用30mm保温岩棉加强顶部保温;此外机房四周墙面采用彩钢板饰面, 内做50厚岩棉保温。

机房专用空调采用了具有高效节能性的先进设备, 采用STULZ牌, 主机房内配置6台。风冷型双系统下送风、上回风式机房专用精密空调, 压缩机能效比≥3.0。机柜采用热通道封闭形式, 热通道封闭是将热通道密闭起来并通过回风管将热回风传回空调系统, 将空调的冷送风和热回风隔离开来, 在热、冷空气混合之前, 将热空气完全输回到空气处理装置进行循环, 并使空调机回风温度提高以此来提高空调的制冷效率。此外机柜下方为高度为700毫米的防静电地板, 地板下作为送风静压箱, 通过地板风口送至冷通道内, 机房吊顶内回风, 以保证机房区达到设计要求。

数据中心照明负荷用电一般约占机房总负荷用电的10%左右, 本数据中心机房照明采用了LED灯等节能照明设施, 进一步降低能耗。

二、机房环境监测系统进一步降低能耗

在机房区域设置环境监测系统, 对机房区域设备进行能源管理和控制, 以减少能源的消耗。环境监控系统主要对机房的精密配电柜、UPS系统 (输入、输出配电柜) 、精密空调系统、环境温湿度、漏水等进行集中监测和管理。监控系统全天24小时运行, 自动进行故障报警监测, 系统具有控制功能, 但以监测为主。通过TCP/IP协议对机房专用设备进行实时的监测。本次机房环境监控能在线监控环境及动力运行情况, 内容有:精密配电柜的电流、电压、频率等;精密空调机组的温度、湿度、加热、加湿、空调送风口的温度和报警信息等;UPS电源运行情况包括电压、电流、频率、功率因素、电池电压、充电电流、放电电流、故障报警等;机房环境包括温度、湿度、重要机柜的温度、湿度等;新风机组的温度、湿度、送风口的温度和报警信息等, 此外也对精密空调、进水、出水的水管位置进行漏水报警监控。

对于精密配电柜的检测可完成以下要求:在每个输出支路上采集设备实时参数和报警信息;低压配电柜在输入配电柜输入开关上采集设备实时参数和报警信息。可图形化界面查看列头柜总电能情况和机柜耗电电能情况, 并可报表计算电费、统计、检索、输出。电力参数越限或开关状态转变时, 系统可自动报警, 报警记录可检索、查询、打印、输出;可对各参数生成实时曲线记录和历史曲线记录, 并可查询、导出;可生成巡检报表和数据分析报表。

精密空调、室外机监控可实时监测机房空调各种运行参数 (设定温度、湿度, 送回风温度、湿度或累计运行时间等) ;空调参数越限或状态异常时, 系统自动报警, 报警记录可检索、查询、打印、输出;可对各参数生成实时曲线记录和历史曲线记录, 并可查询、导出;可生成巡检报表和数据分析报表。机房室内温湿度的变化直接影响机房空调的能耗, 统计资料表明, 如果在夏季将设定值温度下调1℃, 将增加9%的能耗;如果在冬季将设定值温度上调1℃, 将增加12%的能耗。所以, 通过利用机房监控系统对空调的运行情况及机房的实际温度进行分析, 根据机房内设备的耐热程度, 合理的设置、调整空调的运行参数, 可以达到有效的节能效果。同样新风机监测、温湿度检测等都具备类似功能。

三、节能效益分析

经测算通过采取上述节能措施, 该数据中心机房每年节约用电约26万度, 节约费用约33万元。数据中心能耗巨大, 建设绿色节能的数据中心势在必行, 从设计及实施阶段考虑节能减排, 全方位降低能耗。机房环境监控系统, 通过信息交换和共享, 将UPS系统、精密配电柜、精密空调系统、环境温湿度、漏水等进行集中监测和管理, 同时结合能源管理系统将各个具有完整功能的独立分系统组合成一个有机的整体, 提高机房维护和管理的自动化水平、协调运行能力及详细的管理功能, 彻底实现机房所有环境及动力监控子系统的功能集成、网络集成和软件界面集成, 也有效降低机房维护人员的日常工作强度, 提高系统可用性并节约系统维护成本。

因数据中心机房内所有设备必须时时刻刻正常运转, 一旦设备出现故障, 对数据传输、存储及系统运行构成威胁, 就会影响到全局系统的运行。一个稳定可靠、高效方便、舒适安全、节能环保的机房环境, 不但可以保证网络运行环境的稳定及相关信息数据资产的安全, 也有非常可观的环境及经济效益。

摘要：本文以北方某航空公司数据中心机房工程为例, 分析了目前数据中心机房节能措施及经济效益。

关键词：数据中心机房,节能措施

参考文献

[1]数据中心节能方案分析王铁楠《智能建筑与城市信息》2012

数据机房节能建设方式浅析 篇9

关键词：云计算,模块化数据中心,密封冷通道,行级空调

1 引言

随着云计算的快速推广, 数据中心IT设备的主力军服务器和存储设备通过云计算使得IT设备的资源可以根据实时的任务进行动态的资源最优利用, 减少“僵尸”服务器的存在, 使得IT设备资源可以根据业务层的需要按需分配, 从而降低IT设备的运行功耗, 达到节能的目的。

作为数据中心L1层的基础设施, 也天生具备IT技术变化的基因, 也可以做到按需分配, 保障基础设施资源更优调配, 从而达成更好的节能效果。模块化数据中心就是其中比较好的应用方案之一。

在数据中心中, 制冷设备的功耗占了整个数据中心能源L1层的大部分, 可参考图1所示的数据。

2 云计算与模块化数据中心

2.1 云计算

云计算是通过使计算分布在大量的分布式计算机上, 而非本地计算机或远程服务器中, 企业数据中心的运行将与互联网更相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上, 根据需求访问计算机和存储系统。好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通, 就像煤气、水电一样, 取用方便, 费用低廉。最大的不同在于, 它是通过互联网进行传输的。云计算的特点如下。

(1) 虚拟化

云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”, 而不是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行, 但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。只需要一台笔记本或者一个手机, 就可以通过网络服务来实现我们需要的一切, 甚至包括超级计算这样的任务。

(2) 按需服务

“云”是一个庞大的资源池, 可以按需购买。云可以像自来水、电、煤气那样计费。

信息化技术的发展通过虚拟化技术可以实现资源的共享。如:虚拟化使得多个低利用率的服务器负载整合到一台服务器, 减少服务器CPU固有的损耗;多个CPU执行的任务减少为1个CPU运行, 降低对其他硬件资源的需求, 使服务器硬件利用率大幅提高。如图2所示。

同时, IT的虚拟化技术可以通过虚拟化软件对服务器硬件资源进行模块划分, 实现了IT资源的按需分配。

2.2 模块化数据中心

在数据中心基础设施的数据中心能源L1层又如何实现按需分配呢?作为数据中心能源的制冷、供电、机架等基础设施, 行业目前通过模块化数据中心做到了这点。

如图3所示, 模块化数据中心是把供电、制冷、IT机柜、密封通道等结合在一起, 根据业务的需要进行不同颗粒度划分而组成的数据中心能源单元。物理位置上来看供电系统中的UPS可能单独放置。

图4为国内某公司的单排、双排模块化数据中心。一体化集成设计, 单双排灵活布置, 单模块2~16个IT机柜可选, 灵活利用空间, 单柜标配最大额定功率11k W, 单模块支持IT功率1k W~132k W;行级空调制冷方式, 仅需2.8m层高即可部署;采用高效率模块化UPS。

3 模块化数据中心节能效果

3.1 密封通道

数据中心的平面布局一直是数据中心设计的一项重要内容, 90年代的数据中心一般是杂乱性的通道布局, 从2000年开始冷热通道布局开始逐渐被广泛地实施, 是一项一直实践的标准, 2004年开始, 各大IT、互联网公司开始探索采用不同材质的材料来隔离冷热通道, 直至形成成熟的密闭冷通道方案和密闭热通道方案。如图5所示。

在房间级制冷情况下, 密闭通道方案与非密闭通道方案相比有以下优点。

(1) 隔绝冷热气流, 提高冷气流利用率。

(2) 减少热气流回流, 优化气流组织, 提高机柜空间利用率。

(3) 提高制冷能力, 增加单机柜功率密度。

根据运行经验, 在非密闭通道的机房在机架顶部的服务器经常过热其中2/3的故障发生在机架的最顶部的1/3处。

非密闭通道的情况下, 在机柜不同高度, 存在温度差;机柜顶部的通道温度一般比机柜底部的通道温度高1~3℃, 同时因为部分热通道空气从机柜顶部被吸到冷通道, 与冷空气混合, 又提高了机柜顶部设备的进风温度, 所以在顶部存在局部热点, 当功率密度越高, 局部热点越易出现 (超过3k W, 就出现顶部热点, 3k W以下机柜空间利用率只有1/4~1/5, IT设备可靠下) 。

从空调运行角度分析:在房间级空调非密闭通道方案的机房内, 为了保证机柜进风温度, 需要降低空调的出风温度, 增大了空调能耗;同时在机房内因为存在冷热空气混合所导致的能量中和, 降低了空调回风温度, 从而降低空调能效;当地板出风口的风速太大 (>5m/s) 时, 机柜下部会出现负压, 影响冷空气进入机柜下部;当地板出风口的风速太小时 (<2m/s) 时, 冷空气达不到机柜顶部, 顶部出现局部热点。

与房间级密闭通道相比, 行间送风空调密闭通道方案还具有以下特点。

(1) 减少送风距离, 降低了制冷量损耗和风机损耗。

(2) 提高了空调送风温度, 降低空调能耗。

(3) 减少热回风距离, 提高制冷效率。

(4) 提高了空调回风温度, 提高制冷效率。

在行级空调制冷情况下, 密闭通道方案与非密闭通道方案相比同样有以下优点。

(1) 隔绝冷热气流, 提高了冷气流利用率。

(2) 减少热气流回流, 优化气流组织, 提高了机柜空间利用率。

(3) 提高制冷能力, 增加了单机柜功率密度。

在机柜不同高度, 温度比较均匀, 但在机柜列的两端, 仍有冷热空气混合, 机柜顶部也存在部分热空气被吸到冷通道, 与冷空气混合。如图6所示。

从空调运行角度分析:目前市场上的列间空调为数码涡漩和变频两种, 可以根据负载调节风量 (EC风机) 和压缩机制冷剂流量, 从而保证制冷量随负载变化自动调节, 但当空调出风口的风速太大时, 一方面靠近空调的机柜处会形成负压, 影响冷空气进入该机柜, 另一方面, 冷空气不能完全被机柜利用, 造成冷量损失;当空调出风口的风速太小时, 冷量不能到达远离空调处的机柜, 造成该处机柜吸入热空气, 产生热点。同时, 存在冷热空气能量中和, 降低了空调回风温度, 从而降低空调能效。

根据以上分析可以得出, 无论是房间级空调制冷方案还是列间空调制冷方案, 密闭通道方案比非密闭通道方案均有更大的优势, 更加节能。

3.2 精密行级变频空调

在模块化数据中心, 大多采用行级空调。行级空调也有不同的类别, 目前市场上常见的变容量技术 (根据负荷变化要求来调节制冷剂流量) 有直流变频和数码涡旋两种, 下面对比一下这两种技术的节能效果。

图7是同为35k W左右制冷量的直流变频和数码涡旋的能效对比测试结果。

由于数码涡旋部分负荷时压缩机转速不变, 通过涡盘卸载调节, 能效明显降低;而直流变频, 负荷变小时压缩机转速变小, 功率降低明显。直流变频综合能效高于数码涡旋26%以上。

4 未来展望

随着信息技术的高速发展, 云计算等新的IT技术出现, 也促使着数据中心基础设施侧的建设涌现出不同的技术。模块化数据中心, 以及模块化数据中心采用到的密封通道、行级空调等新技术也给了大家更多的选择。如何结合自身业务特点的需求, 选择合适的建设模式和技术还需要不停的摸索和探讨。

数据中心机房的节能 篇10

电子设备均会产生热量,为了使设备的温度保持在一定范围内,必须及时散热,机房空调系统应运而生。而大规模机房空调的应用无疑增加了巨大的耗电量,据调查,在机房中仅精密空调的运行耗电量就占到机房总用电量的50%以上;在数量众多的基站、模块局中,机房空调用电量基本占基站或模块局用电量的70%左右;我国的通信网络中仅基站用机房空调,每年的耗电量就达70亿度。所以,建立绿色数据中心,机房空调系统的节能是重中之重。

1 机房节能

机房系统耗电节能的PUE (Power Use Effectiveness)基准值是2.0,越接近1越好,美国数据中心的平均值为1.92;空调系统耗电量通常占据50%以上;使用风冷制冷系统的数据中心,PUE一般不可能小于1.8;机房系统节能与可用性指标成反比关系,即节能不能以牺牲安全性和可靠性为代价。

能耗指标的数值受各种因素的影响,随季节、节假日和每天忙闲时段的改变而发生变化,数据中心应采用固定测量仪表,对数据中心能耗进行持续、长期的测量和记录。每次测量时,要注意对各点和各环节测量的同时性。配置有能效监控系统的数据中心,充分利用监控系统的能耗管理系统,对采集的能耗数据和从各个平台获取的资源等信息,实现电能的集中管理和分析。

IT系统的节能包括IT硬件设备本身功耗的降低、云计算(虚拟化技术)、管理技术的提高;供配电系统的节能包括采用高压直流直接供电方式、磁悬浮式飞轮储能UPS、模块化UPS;机房空调制冷系统的节能包括冰蓄冷、选用高效能的机房空调、优化气流组织方式、优化空调室外机散热、自然冷源的利用;其他机房系统节能包括集装箱式数据中心、机房热能综合运用等。

2 空调系统节能

机房设备布置和气流组织的合理使用为机房空调系统节能提供了便利条件,机房IT设备系统的温度要求为节能提供的相应标准,是机房空调系统节能的重要参考。充分利用机房空调系统的冷热通道封闭气流组织、提高机房空调系统的基准温度、空调系统本身自然冷源的应用、空调系统本身能效提高以及通过系统集成控制提高机房空调系统效率等节能方法已经投入使用,并且成效显著。

2.1 封闭气流组织

封闭冷热通道的气流组织可最大限度地提高机房空调系统的利用率,可通过提高送风温度来增大机房空调制冷量、延长节能模式的运行时长、避免局部过热点。

对数据中心机房而言,冷通道或热通道封闭可以使服务器机柜散热得到更有利的保障。

按照机柜进风温度不超过27℃的标准,可使机房空调制冷系统设置为更高的送风温度,以满足负载的安全运行。而不采用封闭通道的方法,则机房空调系统送风温度要比机柜服务器所要求的温度低很多;通道封闭能避免冷热风的混合,保证进入机柜服务器为统一进风温度。

通道封闭不仅提高了机房空调系统送风温度,使制冷系统在高于露点温度的工况下运行,也可避免过度加热、加湿或除湿。封闭冷通道的示意图如图1所示。

2.2 提高基准温度

采用封闭冷通道的同时提高基准回风温度,最大限度减少压缩机运行时间,可有效提高机房空调系统的整体节能率;压缩机系统部分比传统方案节能19.3%,冷凝器部分基本不变,室内风机部分比传统方案节能13.8%,合计比传统方案节能约3 3%,比冷热通道隔离封闭节能约1 2%,如表1所示。

2.3 运用自然冷源

运用自然冷源,即充分利用室外大自然的低温环境,通过机组的自然盘管与室外环境进行热交换,提供室内机组冷量,最大限度地降低室内机组压缩机的运行时间,当自然盘管管道内流体温度低于某一特定值(一般为7℃)时,自然盘管就可提供相当于整个机组压缩机的制冷量。

以北京为例,室外环境温度的变化如表2所示,采用自然冷源,在室外环境10℃以下,使机组最大限度地降低压缩机运行时间;以100kW的机组能耗计算,单个压缩机的功耗(约15kW)是远大于自然盘管所用动力泵的功耗(约0.7kW);节能可运行的时间为3641小时,考虑到机房负荷情况,自然冷源机组全年能耗理想值约为52000kWh,比传统机房空调(全年能耗约为72500kWh)节约能耗约20500kWh。

2.4 提高机组能效

在机房空调的主要耗能部件中,室内风机是唯一一个全年24小时不间断运行的,室内风机的能耗在空调的总能耗中占有较大的比重,存在较大的节能空间。

(1)通过将原机房空调的室内FC风机改造为运行效率更高的EC风机,如图2所示,可以实现较好的节能效果。EC风机采用直流无刷技术、外转子永磁同步电机配合后倾式风机,整体效率要比传统的风机高30%左右。EC风机采用外转子电机方式,可以减少传动损失,提高散热效果;EC风机采用后倾式风机,比原有的前倾式风机效率提高约1 0%,得到更好的送风效率。

(2)将普通压缩机升级为数码涡旋压缩机或变频压缩机,可实现冷量从1 0%～1 00%的调节,适应机房负荷的连续变化,平均节能约1 5%～25%左右。

数码涡旋压缩机容量是通过涡旋盘的周期性啮合与拓开来改变的。当外部电磁阀关闭时,压缩机输出容量处于负载状态,当外部电磁阀打开时,压缩机无容量输出,处于卸载状态。数码涡旋压缩机通过在一个时间周期内负载与卸载的时间比例来实现。输出在10%～100%之间,通过改变加载时间的比例即可改变压缩机输出,从而实现连续容量输出。

变频压缩机容量是通过压缩机马达的转速来改变的。当室内负荷要求高时,压缩机马达频率随之增大,从而导致马达转速更快,容量升高。当室内负荷要求降低时,压缩机的频率减小,从而使容量降低。工作频率范围在52～210Hz之间,压缩机以有限的容量级别运转,容量输出有间断。

(3)室外冷凝器散热能力提升,如纯净水雾化处理、遮荫、使用高能效冷凝器等,即变相降低冷凝器进风侧的环境温度。机房空调压缩机制冷系统的核心是压缩机的正常运行,而压缩机的正常运行完全靠室外冷凝器来保障。冷凝器散热能力提高可有效降低压缩机自身运行功耗和室外冷凝器风扇功耗。

(4)加湿用水水质差使精密空调的能耗增大,同时结垢和水中的大颗粒杂质会引起空调管路的堵塞,引起机房水系统堵漏等安全隐患;造成空调耗材更换频繁,清洗频率增加,从而增加整体空调系统的运维成本;易引起机房设备腐蚀,并危害人体健康。加湿用水使用机房专用加湿软化水系统装置,可降低结垢程度,降低运行电流,减少加湿时间,减少维护量。

2.5 采用集成控制系统

采用集成控制系统可使机房系统显现化,能耗显现化;可提高机房制冷效率,多台空调系统共享数据,合理分配工作;空调系统间互补备份,提升机房系统整体安全性;减少冗余机组不必要运行时间,可实现节能。可实现参数(如温湿度设定值等)共享,避免竞争运行,使整个机房内的所有机房空调个体变成相当于一个大机房空调系统。系统灵活选择,主机下发制冷需求,所有机组统一进行制冷,其他需求可被禁止,每个区域具体的制冷需求多少也可由对应区域的机房空调自身处理,最大限度节能。可实现典型的备用功能,如果控制系统内有一台正常运转的机房空调发生报警,报警的机组可关闭并根据条件顺序开启备机;可实现典型的轮巡功能,保证每台机房空调运行时间大体相当,备机可以被按天、按周、按月轮巡切换。如果系统组内正在运行的机房空调没有能力满足制冷需求时,备用机组会启动帮助系统承担额外的需求。当机房温度恢复到正常的范围内,或正常运行的机组满足需求后,备机机组重新进入待机状态。图3为某厂家的集成控制系统。

3 结论

现代绿色数据中心越来越重视节能环保,我们本着信息技术安全宗旨,技术不断推陈出新,为机房空调系统的节能贡献一份力量。

参考文献

[1]陆耀庆.暖通空调设计指南.中国建筑工业出版社,1996

[2]《中国数据中心能耗检测指南及办法》

[3]《2011 Thermal Guidelines for Data Processing Environments》Whitepaper prepared by ASHRAE Technical Committee(TC)9.9 Mission Critical Facilities,Technology Spaces,and Electronic Equipment

[4]《采暖通风与空气调节设计规范》(GB 50019-2003)

[5]《电子信息系统机房设计规范》(GB 50174-2008)

[6]《公共建筑节能设计标准》(GB 50189-2005)

[7]《数据中心电信基础设施标准》(TIA--942)

医院计算机中心机房的安全建设 篇11

【关键词】医院； 计算机 ； 中心机房； 安全建设

随着医院信息化的不断发展，医院计算机中心机房的安全建设也变得更加重要。计算机机房中的重要设备是保证医院信息系统安全的基础和保障。因此医院计算机中心机房应具有安全管理的软硬件配备以及合理的安全管理措施。

一、机房的环境安全控制

首先医院应注意计算机主机房的场地选择，应选择较为独立的区域，并且应注意保证远离一些存在腐蚀性、粉尘多、易爆的场地。同时应注意远离强噪声源、磁场等。机房地面一般使用架空地板，并且能够防静电。地板安装的高度一般为200到350毫米。机房门窗内外通常使用防火防盗门窗，并且进行全封闭处理，避免阳光直射。机房的墙面处理则需要进行防尘、防潮、保温等处理，保证机房的具有良好的环境条件。并且应注意空调系统的控制。机房内保持适宜的湿度和温度，做到恒湿恒温。同时应注意将新风系统的设置，以便更好的维持机房对外的正压差，防止机房内的灰尘过多，影响机房的卫生。新风系统的应用能够改善机房的空气质量，为工作人员提供良好的环境。

二、机房系统的安全控制

计算机机房应重视供电系统的管理，在管理计算机机房供配电系统时应注意全面考虑计算机系统的扩展升级等，做好容量的预留。并且应为主机房配备专用动力配电箱，专线供电，避免出现供电质量不足的问题。同时为了保证不会由于停电的问题对系统造成影响，可以在设计中采取双路备份供电制，一般出现停电的情况，可以切换另一条供电线路供电，保证医院网络系统正常运转。可以采用双台UPS联机供电，需要对其进行隔离，防止出现电池在放电过程中产生气体造成大量灰尘，对设备造成不利影响。同时应将单相负荷分配在三相线路上，保证其不平衡度小于20%。计算机机房的接地系统是非常重要的部分，接地分为计算机系统安全保护接地、交流工作接地、直流工作接地、防雷保护接地等。同时应注意接地阻值以及几种接地之间的关系。安全保护接地阻值不大于4 ，交流工作接地电阻不大于4 ，防雷保护接地电阻则不大于10 。直流接地电阻的大小则需要根据具体的情况来考虑，一般不大于4 。这四种接地若共用一组接地装置，接地电阻应不大于其中最小值，若防雷接地单独设置接地装置，剩余接地方式共用一组接地装置，接地阻值应不大三个接地阻值的最小值。同时应注意机房的消防系统的控制。在进行消防系统的设计、施工时应严格按照相关的国家标准，并充分考虑实际情况做到合理的配置。并且如果计算机机房配备了二氧化碳等滅火系统，机房的地板等地应设置相应的喷嘴和探测器。主机房则设置感烟探测器。同时应注意机房的漏水检测系统的设置。计算机机房可能发生水害的原因主要有管道堵塞造成漏水、天花板漏水、空调系统冷凝水、空调系统排水管损坏等。机房漏水会对机房设备造成严重的影响，甚至会损坏机器，因此必须做好机房的漏水检测。

三、机房软件的安全控制

医院应重视整个信息系统平台的安全，保证数据的安全性，同时减少由于软件等问题造成的系统稳定性能不足的情况。在具体的建设过程中，为保护数据安全，可以设计出一个小机群集加磁盘阵列柜结合异地备份的服务器。这种方案能够保证两台机器同时工作，医院信息系统中处理的一些数据信息能够通过两台机器并行处理，通过这种处理方法，能够有效提高信息系统的安全性，并且能够促进资源使用效率的提高。同时也能够防止出现由于单个处理单元不能满足负载需求而延长响应时间的情况，避免出现大量信息得不到及时处理的问题。同时医院一般有大量的数字信息，这些数据信息需要得到精确快速的处理，使用磁盘阵列柜能够提升信息系统的容量，可以将数据存储在多个磁盘的不同区域。这样快速的对数据进行同时存储和读取，并且也能够保证传输效率。异地备份功能能够对所有信息进行备份，防止由于故障等导致信息不能提取使用，避免出现大范围数据问题导致的经济损失。

同时应做好医院计算机机房的安全性能方面的保护，医院计算机中控制着医院的数据和信息的交换处理等，因此必须保护好相关信息，采取相应的保护措施，防止网络恶意攻击、木马病毒的侵入以及非法用户的接入。医院计算机机房的网络系统可以设置身份认证和授权机制，保证只有通过相关验证信息的人员才能够访问操作系统等。同时医院网络系统应在接入端口处做好相应的限制措施，避免病毒的侵入。同时保证安装好防火墙软件等，防火墙是保证医院计算机机房安全运行的重要手段，同时也保护着服务器和信息数据，阻断了一些不安全的数据传递和一些非法访问，提高了医院内部网络是安全，从而保证医院计算机信息资源的安全性，做到安全的数据访问，促进信息中心的安全运行。但防火墙也只能防外，在防内方面还需要改进。同时要做好医院网络系统内外网的隔离，避免黑客和病毒的供给。建立起完善的防病毒体系，有效阻止病毒的传播。同时可以使用入侵检测技术来加强系统内部的控制和检测。通过对计算机网络信息的监测和收集，来分析信息的安全性，实现内部的实时保护。并且通过对网络数据库进行实时的监测审计，也能够及时发现信息网络中存在的问题，预防安全事件的发生，保证出了问题能够快速找出源头，并进行及时的解决。

总之，医院计算机机房的安全建设是一个非常重要的事项，医院方面应不断探索先进科学的建设技术，并掌握有效的机房运行维护技术，提高机房管理水平，规避机房的运行风险，保证医院信息管理系统的安全性。

参考文献：

[1] 江侃.医院计算机中心机房的安全建设研究[J].科技风，2014，（7）：45-46.

[2] 王晗.医院计算机中心机房的安全建设分析[J].硅谷，2013，（5）：81-82.

机房节能管理的思考与实践 篇12

一、机房节能管理重点

机房建设是一个系统工程, 综合体现在节能环保、高可靠性和合理性3个方面。在已完成机房基础建设环节且基础设施保持相对稳定的情况下, 机房的硬件设备环节和软环境建设环节的节能规划是机房日常运维时期的重点关注对象, 旨在实现各系统的最大化能源效率和最小化的环境影响。

机房节能管理首要之举是深入了解机房耗能布局, 对机房耗能进行详尽分析, 并采用中心机房电能利用率PUE (Power Usage Effectiveness) 进行机房节能降耗效果评估。其计算公式为:PUE=机房总用电量/IT设备的总用电量。

中心机房的PUE值越大, 则表示由UPS供电系统、空调系统、输入/输出供配电以及照明系统等所组成的动力和环境保障基础设施所消耗的功耗越大;PUE值越小, 越能体现机房的节能性。PUE值的精确计算, 有助于更好地找出机房突出的耗能环节。可以根据需求选择合适的节能硬件设备, 包括制冷设备、通信设备和电源设备。

其次, 要综合考虑机房软环境建设。设备的排放、通风口的设置、机房的布线设计等都对节能有重大影响, 需要专业考察和设计。同时根据现有状况来整合和利用现有设备资源, 关注制冷过量的问题, 并可以适当采用技术成熟、安全性高的计算机软件进行智能人性化管理, 获得更好的节能效果。

二、机房节能管理原则

地市央行中心机房是网络系统、业务系统和办公自动化集中运行的场所, 具有恒温、恒湿及无尘环境等特点, 实行7×24小时不间断运行。实施机房节能技术, 必须遵循以下原则。

(一) 保证机房安全运行

机房节能工作应以确保运行环境安全和设备使用寿命长为前提, 保证IT设备安全供电和通信网络畅通。由于IT设备使用了较多的集成电路元件, 而所有元件对运行环境有着特定的要求, 在应用节能技术时, 必须满足IT设备对温度、洁净度、湿度的要求, 不能影响机房生产的安全运行。

(二) 确保节能技术可行、高效

节能技术方法很多, 每种方法都有其优点和缺点, 应结合实际, 选择适合其自身特点的设备以及可行的节能技术, 确保节能技术可行、高效。同时, 应树立超前意识, 兼顾机房未来的发展趋势, 以实现机房节能效率的最大化为目标, 避免软硬件投资过度和节能周期太过短暂。

(三) 健全科学合理的运维管理制度及评测机制

一方面, 强化机房空调维护和空调耗能管理, 合理调整机房设备布局及合理设定空调温度, 改善机房的气流组织。另一方面, 为正确掌握机房节能效果, 应建立可行有效的评测机制。在节能措施实施前后, 规范开展事前预测与事后评估, 根据测试评估结果, 不断推进和完善机房节能工作。

三、机房节能管理工作实践

(一) 中心机房能耗组成与分析

地市央行中心机房能耗设备一般情况下由两类设备组成:IT设备和机房设备。IT设备包括网络通信设备、服务器、网络存储设备、显示设备等。机房设备包括配电设备、UPS、线缆、空调机、新风机、照明、加湿机、机柜、监控设备等。2010年, 人民银行阜阳市中心支行结合自身机房设备实际情况, 对中心机房耗电情况进行了统计分析, 见表1所列。

从表1可以看出, 空调制冷系统能耗占比28%, 空调加湿及通风能耗占比11%, IT通信设备及服务器能耗占比46%, 变压器/UPS供电系统能耗占比11%, 照明能耗占比4%。由此可知, 机房空调系统和IT设备在机房能耗上占据主要位置, 解决好二者的节能降耗问题是机房节能管理工作的重点。

(二) 关注IT设备节能

1. 衡量能耗指标, 做好设备购置选型

目前, 地市央行中心机房所用的服务器多为机架式服务器, 其双电源额定功率多为1.5 kW, 能耗较大。因此在购置服务器时, 不仅要注意处理器、硬盘的各项指标是否符合要求, 更应注重电源供应器的转换率。因为在对服务器进行供电时, 首先通过服务器电源供应器对输入的交流电进行直流转化, 在转化过程中会出现电能损耗, 伴随热量的产生, 此热量进一步消耗空调制冷量, 形成恶性耗能循环。因此, 电源供应器的转换效率越高, 越省电。为减少大量人力、能耗的支出, 在设备选型时要尽量选用具有较宽工作温度和湿度范围的IT设备。实践表明, 如果将空调的运行温度 (回风口温度) 提高1℃, 就能将其运行效率提高3%左右。因此, 对IT设备购置进行科学、合理的选型, 是实现机房有效节能的基础。

2. 采用虚拟化技术, 整合服务器数量

服务器虚拟化技术能够将一个服务器虚拟成若干个服务器使用。以下根据地市央行应用系统部署情况, 结合所用服务器性能进行分析。

一般情况下, 服务器的使用率很底, 造成资源的大量浪费。为有效降低能耗, 整合资源, 地市央行应根据应用系统使用情况, 对其进行分类, 如分为重要业务类、办公类、台账类等, 然后再分步进行虚拟整合。在应用了虚拟资源后, 服务器的使用效率可提高至65%左右。通过虚拟化技术能够大幅减少服务器数量, 实现机房物理空间的缩小, 从而提高资源利用率, 降低能源消耗。

(三) 关注机房空调设备节能

1. 选择适合机房运行的高能效比空调机

能效比是在额定工况和规定条件下, 空调进行制冷运行时实际制冷量与实际输入功率之比。这是一个综合性指标, 反映了单位输入功率在空调运行过程中转换成的制冷量。空调能效比越大, 在制冷量相等时节省的电能就越多。目前市场上出现的变频压缩机、变频风机空调以及直流变频空调等都是高效能空调。2010年人民银行阜阳市中心支行针对原精密空调严重老化、耗电量高的情况, 经过前期分析论证, 更换了高效能中心机房精密空调, 对空调更换前后的能耗指标进行对照, 见表2所列。

从表2可以看出, 在同等显冷量时, 普通空调是高能效比空调耗电量的1.35倍。以阜阳市中心支行中心机房精密空调更换前一年所需总电量1台约为162 060 kWh为例, 按电费为0.8元/kWh计算, 空调一年电费为129 648元, 更换后一年电费约为96 035元, 可以节省33 613元。由此高能效比空调比普通空调节能大约25%左右。

2. 科学合理设计送、回风气流组织系统

选用高效比空调是机房节能的一个措施, 但是降低机房空气制冷系统能耗的关键并不在于空调机的效率, 而在于机房设计的气流组织系统是否科学合理。因此, 送、回风气流组织系统的设计是否合理, 关系到空调制冷系统降耗的成败和操作方式是否简便可行。

(1) 合理布局机柜冷热通道

据统计, 地市央行传统中心机房机柜一般采用正面同向摆放, 不区分冷热通道, 前面机柜设备排出的热风被后机柜设备吸收, 导致冷热气流混合, 只有少量冷风送至IT设备, 大部分冷风同热风混合回流至空调。尽管机房环境温度保持在22℃左右, 但机柜内IT设备微环境常出现局部热点。按照GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》, 机柜应面对面、背对背地排列, 形成冷、热通道, 遵循“冷道在柜前、热道在柜后”的原则, 有效提高冷风利用率, 从而降低空调制冷系统能耗。

(2) 增大机柜前后门散热面积

由于地市央行中心机房建设较早, 机房基础设施建设较不规范, 目前部分中心机房还一直使用前门为玻璃门, 后门为铁皮门的机柜, 这样会严重影响冷气流的输送及热气流的排出。由于冷风通过送风口送至柜前, 冷气无法通过玻璃门进入机柜内, 而机柜内IT设备风扇排热无法排出, 此时机柜温度较高, 严重时会阻碍设备的正常运行。因此, 地市央行中心机房应使用具有通风率较高网孔门的机柜。一般孔径在6毫米至10毫米之间和开孔率在65%以上即可满足要求。通过采用网孔门设计, 能够形成通畅的气流, 快速带走IT设备排出的热量, 提高机柜散热效率。

(3) 充分利用室外新风进行机房温湿度调节

若室外温湿度适宜时, 可通过机房新风系统加大新风量从而引进室外冷空气, 利用室外冷空气为冷源降低机房温度。机房环境温度下降, 空调的耗能也将呈现指数级下降, 从而实现节能, 同时也保证了机房良好的空气质量。

四、结束语

除上述节能技术与措施外, 随着服务器技术的快速发展, 刀片服务器节能成效也极为突出。它从电源供应器、处理器、内存和其他模块上降低功耗这一目标出发, 采用电源转换率高达90%以上的低功率电源模块, 使用低电压处理器与内存, 共享电源供电模块、散热风扇和其他模块等技术, 从而在其系统整体上极大地降低了功耗。据实践表明, 刀片服务器取代传统的台式或机架式服务器后, 可以节能20%～40%。但限于刀片服务器总成本较大、供应商售后服务要求高和目前系统应用发展需求不强的总体状况, 地市中支使用刀片服务器尚待时日。另外, 在UPS电源管理、照明系统方面同样存在一定的节能空间和多种节能措施。