安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：隨著(zhù)我國互聯(lián)網(wǎng)以及計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，相關(guān)網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)量呈現快速增長(cháng)的態(tài)勢。其中，作為承載網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)量的重要物理載體，數據中心機房的能耗問(wèn)題成為制約其發(fā)展的關(guān)鍵因素。對于中小型數據中心機房而言，其不僅需要負責業(yè)務(wù)的傳輸任務(wù)，而且對于相關(guān)網(wǎng)絡(luò )服務(wù)運營(yíng)的可靠性有著(zhù)更為嚴格的要求。與此同時(shí)，隨著(zhù)中小型數據中心機房興建的規模與數量逐步提升，內部相關(guān)設備的數量以及其所存儲的數據體越來(lái)越大，從而導致熱源增多，給運營(yíng)維護以及數據中心建設部門(mén)提出了新的挑戰。鑒于此，本文將對中小型數據中心機房降低能耗的方法進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：中小型數據中心；機房；降低能耗；方法

1.1顯著(zhù)降低數據中心機房運營(yíng)支出

    在計算數據中心機房運營(yíng)支出過(guò)程中發(fā)現，通風(fēng)以及制冷等設備的運營(yíng)成本占總體成本支出的比重較高。通常來(lái)講，數據中心機房在運營(yíng)過(guò)程中，對于機房中的溫度有著(zhù)比較嚴格的定義，所以需要通風(fēng)以及制冷設備長(cháng)時(shí)間的工作來(lái)保證溫度在合理范圍之中，從而導致相關(guān)運營(yíng)支出增加。然而，對于傳統數據中心機房而言，通風(fēng)與制冷設備的管理模式?jīng)]有達到精細化管理的要求，粗放式管理模式更為常見(jiàn)，并且不僅達不到良好的制冷效果，而且會(huì )導致局部溫度出現上升，上述問(wèn)題均會(huì )引發(fā)數據中心機房運營(yíng)以及維護支出的逐步上升，進(jìn)而為企業(yè)增加了一定的經(jīng)濟負擔。隨著(zhù)現代化節能技術(shù)的應運而生，其不僅可以完成數據中心的降溫工作，而且在降溫的正確性以及針對性方面有著(zhù)很大的提升，從而有助于在提升制冷與通風(fēng)效率的同時(shí)，降低能源的消耗，進(jìn)而有效的降低企業(yè)運營(yíng)中小型數據中心的運營(yíng)支出。

1.2能夠保障數據中心機房設備的運行效率

    交換機、服務(wù)器以及存儲設備等是中小型數據中心機房中的主要組成部分，并且相關(guān)設備的性能會(huì )隨著(zhù)機房?jì)葴囟鹊纳仙@著(zhù)下降，從而對數據中心機房的運轉效率有著(zhù)很大的負面作用，并且隨著(zhù)機房?jì)炔繙囟鹊闹鸩教嵘?，甚至?huì )導致相關(guān)設備出現損壞，從而影響其工作年限。因此，隨著(zhù)新型節能技術(shù)的逐步應用，可以更加正確控制數據中心機房?jì)炔康臏囟纫约皻饬?，從而有效的將溫度保持在合適的范圍當中，避免過(guò)熱問(wèn)題的出現，從而在降低機房能耗的同時(shí)，有助于提升數據中心機房設備的運行效率。

2.1空調系統節能改造

    在對空調系統節能改造過(guò)程中，需要首先了解與掌握中小型數據中心機房的運營(yíng)特點(diǎn)，從而有助于制定更為科學(xué)合理的改造方案。其中，在改造空調系統時(shí)，應對機房的負荷特點(diǎn)進(jìn)行細致的研究，以便更有效的對節能改造方案進(jìn)行評估，使其更具性?xún)r(jià)比。此外，鑒于數據中心機房中相關(guān)電子設備較多，所以對空調的環(huán)境控制有著(zhù)更為嚴格的要求，即：（1）對機房?jì)鹊臏貪穸纫约皾崈舳扔兄?zhù)更嚴格的要求。為了給數據中心機房中的相關(guān)電子設備營(yíng)造更加安全、可靠的環(huán)境，需要確保機房?jì)炔康臏囟?、濕度以及潔凈度等應滿(mǎn)足電子產(chǎn)品工作的要求。（2）機房?jì)炔侩娮釉O備擺放位置較為密集，在一定程度上提升了發(fā)熱密度，并且其始終處于工作狀態(tài)，所以要求機房?jì)鹊睦湄摵蓱３窒鄬Σ蛔兊臓顟B(tài)，因此全年供冷就顯得十分重要。此外，數據中心機房具有較高的顯熱比。對于數據中心機房而言，其通常具有良好的結構密閉性，并且由于人員在機房?jì)炔炕顒?dòng)有限，導致顯熱比有著(zhù)顯著(zhù)提升，所以機房空調主要的工作目的便是制冷降溫。在全面了解數據中心機房的負荷特點(diǎn)之后，還應積極掌握當地的有關(guān)氣象數據，以便對自然冷源的節能性進(jìn)行對比分析。對于冬季溫度較低的區域而言，可在冬季充分利用自然冷源來(lái)對機房溫度進(jìn)行調節，而在自然冷源有限的區域當中，可通過(guò)設備本身的換熱以及控制工作效率來(lái)實(shí)現節能改造的目的。

    待分析節能改造項目的實(shí)際特點(diǎn)后，便需要開(kāi)始認真選擇各類(lèi)空調系統節能改造方案。其中，室內、水側與風(fēng)側是不同節能技術(shù)主要的關(guān)注點(diǎn)。對于風(fēng)側改造而言，其主要具有熱管換熱器接入、風(fēng)冷式機組接入以及新風(fēng)直接引入等技術(shù)形式。新風(fēng)直接引入在引用自然冷源時(shí)有著(zhù)較高的效率，但為了避免機房進(jìn)行沙塵等顆粒，需要采用積極的措施來(lái)對控制進(jìn)行過(guò)濾。風(fēng)冷式機組在技術(shù)方面更為成熟，其通過(guò)室內冷凝器與室外空冷蒸發(fā)器來(lái)進(jìn)行冷量的傳輸，但是存在室外蒸發(fā)器側排熱容易堆積的問(wèn)題。熱管換熱器接入機組盡管換熱效率低于新風(fēng)直接引入，但是其可以顯著(zhù)降低系統的能耗，具有不錯的應用前景。

2.2機房類(lèi)型及建立相互隔離的冷熱通道方法

    對于傳統數據中心機房的設計而言，其區域劃分通常按設備類(lèi)型以及機房間的實(shí)際用途進(jìn)行劃分。即一類(lèi)按照主機房和工作區機房進(jìn)行劃分，另一類(lèi)則是按照主次區進(jìn)行劃分。此外，假設不可將主次機房進(jìn)行區分，則需要采用物理隔離的方式來(lái)講兩個(gè)機房進(jìn)行分割，并且保持彼此之間難以進(jìn)行通風(fēng)。另外，對于主機房而言，其通常需要設置較多能耗大以及功率大的設備，并且考慮未來(lái)機房的發(fā)展，應規定機柜類(lèi)型在主機房應統一設置，而且為了建立有效的冷通道，機柜應按照背對背、面對面的規則進(jìn)行擺放，確保冷通道彼此之間的間距應大于2米，從而有效保證冷氣溫度可以長(cháng)時(shí)間留存于機房當中，達到降低能耗的目的。

2.3合理的提高機房溫度節約能源

    隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，目前電子設備的可靠性與穩定性有著(zhù)大幅度的提升，并且通常機房中的電子設備可以在10℃～30℃之間保持穩定的工作狀態(tài)。與此同時(shí)，為了避免靜電對設備的運行產(chǎn)生干擾，通常需要將機房的濕度控制在50%左右。由此可見(jiàn)，空調的送風(fēng)溫度可以適當提升，確保其在相關(guān)電子設備的安全工作范圍即可，并且空調溫度每提升1℃，則可節約2.5%的用電支出，而且會(huì )顯著(zhù)提升空調系統的制冷能力。因此，以滿(mǎn)足機房?jì)认嚓P(guān)設備的工作狀態(tài)為前提，適當提升空調系統送風(fēng)溫度可以有效的降低能耗需求。

3.1概述

    建立高效的能耗監測管理系統，對建筑各類(lèi)耗能設備能耗數據進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，對采集數據進(jìn)行統計和分析。能夠合理的確定各區域建筑能耗經(jīng)濟指標及績(jì)效考核指標，發(fā)現能源使用規律和能源浪費情況，提高人員主動(dòng)節能的意識。

    ①　搭建數據中心智慧能源管理系統的基本框架，對各個(gè)用能環(huán)節進(jìn)行實(shí)時(shí)監測；

    ②　排碳數據化：通過(guò)系統可實(shí)現建筑單位內人均能耗分析（包括水、電、能量），實(shí)現低碳辦公數據化；

    ③　區域能效比：實(shí)現建筑單位內區域能耗對比，方便能耗考核；

    ④　同期能效比：實(shí)現同年、同期、同一區域能耗對比，方便節能數據分析；

    ⑤　能耗評估管理：按照能源消耗定額標準約束值、標準值、引導值進(jìn)行分析單位面積能耗和人均能耗指標；

    ⑥　能耗競爭排名：各個(gè)功能區能耗對比，實(shí)現能耗排名，增強工作人員的節能意識；

    ⑦　對能耗的使用數據進(jìn)行綜合的分析、統計、打印和查詢(xún)等功能，并根據能耗監測管理系統的需要可選擇不同樣式報表的打印。為能耗運營(yíng)管理部門(mén)提供可靠的依據；

    ⑧　能耗數據采集，隨時(shí)查詢(xún)，并根據采集數據進(jìn)行統計分析，監測異常能源用量，對能源智能儀表故障進(jìn)行報警，提高系統信息化、自動(dòng)化水平。

3.2平臺部署硬件選型

    由此可見(jiàn)，為了中小型數據中心機房可以穩定、長(cháng)期的運轉，降低中小型數據中心能耗支出成本，需要在中小型數據中心設計與規劃過(guò)程中采用采用合理的氣流組織設計、綠色節能的機房產(chǎn)品，并采用先進(jìn)的方法來(lái)對機房運行的能耗進(jìn)行控制。這不僅有助于提升中小型數據中心機房運行的經(jīng)濟性和實(shí)用性，而且對于中小型數據中心機房未來(lái)的發(fā)展規劃有著(zhù)積極的意義。

［1］徐琛.中小型數據中心機房降低能耗的方法研究.航天科工廣信智能技術(shù)有限公司，浙江杭州310015

［2］陳龍泉,王歡.基于基站機房的能耗數據采集與分析[J].計測技術(shù)，2016,(4):5-10.

［3］安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.5版.

韓歡慶，女，現任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事數據中心的設計與應用。