解決問題的意義：

數(shù)據(jù)中心的能耗問題**像今天這樣引起行業(yè)、全國甚至全世界的關(guān)注。在未來相當(dāng)長的時間內(nèi)，數(shù)據(jù)中心能耗分析優(yōu)化不僅是數(shù)據(jù)中心*點研究對象，同時也是運維管理的*點難點。本文簡述了數(shù)據(jù)中心節(jié)能的意義，*點介紹了常用的數(shù)據(jù)中心節(jié)能措施，并以北方某數(shù)據(jù)中心為例說明常用的數(shù)據(jù)中心措施的優(yōu)點。首先對數(shù)據(jù)中心能耗結(jié)構(gòu)進行分析，然后根據(jù)*運維人員工作經(jīng)驗*點對除IT設(shè)備以外的兩大能耗較多的系統(tǒng)進行分析。

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一、數(shù)據(jù)中心主要耗能源

影響數(shù)據(jù)中心能耗的因素有很多，其中空調(diào)暖通設(shè)備是主要的因素，同時也是*實現(xiàn)能耗優(yōu)化的領(lǐng)域。但數(shù)據(jù)中心的其他領(lǐng)域例如供配電設(shè)備(UPS電源不間斷設(shè)備、變壓器、母排等)、日常照明、消安防設(shè)備、建筑結(jié)構(gòu)體本身熱輻射等。

二、案例分析

本研究以北方某數(shù)據(jù)中心為例，該數(shù)據(jù)中心2017年建成并投入使用。數(shù)據(jù)中心配有4套制冷系統(tǒng)(冷機、冷凍泵、冷卻泵、冷塔一一對應(yīng))，采用3+1模式(滿載時3用1備)在不采用任何節(jié)能措施的情況下PUE值為2.6。

2.1數(shù)據(jù)中心制冷模式

由于北方地區(qū)全年溫差大、晝夜溫差大的特點所以設(shè)計了不同的制冷模式。根據(jù)室外溫度的不同設(shè)計了3種模式來實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的制冷。當(dāng)溫度設(shè)計采用了水側(cè)自然冷卻系統(tǒng)，隨著室外濕球溫度的降低，出塔水溫度降到所需的值時，通過換熱交換器間接換熱后供給空調(diào)末端制冷。制冷系統(tǒng)全年運行分為3種模式：冷機制冷模式、部分自然冷卻模式、自然冷卻模式。

(1)當(dāng)室外濕球溫度t＞15.5℃時，冷卻塔出水溫度＞19.5℃，冷機工作，板式換熱器不工作，系統(tǒng)運行模式為冷機制冷模式。

(2)當(dāng)室外濕球溫度8℃＜t≤15.5℃時，冷卻塔出水溫度13.5℃＜t≤19.5℃，冷機工作，板式換熱器工作，系統(tǒng)運行模式為部分自然制冷模式。

(3)當(dāng)室外濕球溫度t＜8℃時，冷卻塔出水溫度t＜13.5℃，冷機不工作，板式換熱器工作，系統(tǒng)運行模式為自然制冷模式。

2.2冷卻水處理

因為冷卻水直接與室外空氣接觸，在制冷系統(tǒng)運行制冷的同時也會將室外微生物、塵土帶入到管道、冷機等設(shè)備中。經(jīng)過長時間的運行，管道、冷機中會附著大量的微生物、水垢，從而會影響制冷設(shè)備的換熱效果。所以該數(shù)據(jù)中心在冷卻水管道接入微晶旁流、自動加藥裝置等水處理設(shè)備用于物理和化學(xué)處理水質(zhì)。

2.3冷凍水泵、冷卻水泵

冷凍水和冷卻水的循環(huán)都是通過水泵進行的。水泵的節(jié)能除采用變頻裝置外，應(yīng)采用較大直徑的管道、盡量減少管道長度和彎頭、采用大半徑彎頭、減少換熱器的壓降等。冷凍機房、水泵、冷卻塔、板式換熱器和空調(diào)盡量設(shè)計安裝在相近的高度以減少水泵揚程。

根據(jù)負(fù)載的不利壓差控制，當(dāng)負(fù)載減少時，二度調(diào)節(jié)閥閥門開度變小，檢測的壓差設(shè)**壓差值同將水泵設(shè)置為不同的運行頻率是水泵節(jié)能的另一個方法也是主要的方法。電機所需功率理論上按轉(zhuǎn)速的三次方下降。水泵的頻率由空調(diào)系統(tǒng)末端的變大，泵的頻率在下降，水泵轉(zhuǎn)速降低，使系統(tǒng)流量減少，達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。這種節(jié)能措施不但減少了空調(diào)系統(tǒng)的用水量，同時也節(jié)約了電的使用量。

2.4機房溫度

在我國數(shù)據(jù)中心A級數(shù)據(jù)中心機房溫度規(guī)定在(23±1)℃，大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心按照A類數(shù)據(jù)中心規(guī)格設(shè)計建造。個別數(shù)據(jù)中心機房溫度甚至在20℃左右。在IT設(shè)備越來越優(yōu)化的趨勢下，此溫度無疑造成了電力、水資源很大浪費。參照國外數(shù)據(jù)中心機房溫度一般在28℃可以滿足機房對溫度的需求且節(jié)能，同時我們比較合理的做法是在夏季將溫度設(shè)定比春秋兩季偏高些，冬季設(shè)定比春秋兩季偏低些。

2.5機房送回風(fēng)方式

根據(jù)調(diào)查，相近的單位機房的耗冷量相近，送風(fēng)溫度相近，采用下送上回的氣流組織，機柜實際獲得的冷卻效果**上送下回方式。

冷卻空氣從設(shè)在機柜近側(cè)或機柜底部的活動地板風(fēng)口送出，送出的低溫空氣只在瞬間與機房內(nèi)的熱空氣混合，即刻從機柜的進風(fēng)口進入機柜，有效地提高了送入機柜冷卻空氣的質(zhì)量，用較少的風(fēng)量，提高了機柜的冷卻效果。

下送風(fēng)上回風(fēng)的氣流組織有以下顯著優(yōu)點。

(1)活動地板下可以作為送風(fēng)靜壓箱，可以靈活布置IT設(shè)備。

(2)機房頂部既可以作為回風(fēng)靜壓箱同時又可以作為IT設(shè)備鋪設(shè)電纜的空間。機房冷熱通道采用熱通道封閉為佳，這樣的設(shè)計使得可以將冷空氣直接輸送到*位置，避免冷空氣與熱空氣混合造成空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷增加從而浪費更多的水與電。

三、安科瑞能耗統(tǒng)計分析（能源管理）解決方案

3.1 概述

建立的能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)，對各類耗能設(shè)備能耗數(shù)據(jù)進行實時測量，對采集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析。能夠合理的確定各區(qū)域建筑能耗經(jīng)濟指標(biāo)及績效考核指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)能源使用規(guī)律和能源浪費情況，提高人員主動節(jié)能的意識。

①搭建數(shù)據(jù)中心智慧能源管理系統(tǒng)的基本框架，對各個用能環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)測；

②排碳數(shù)據(jù)化：通過系統(tǒng)可實現(xiàn)建筑單位內(nèi)人均能耗分析（包括水、電、能量），實現(xiàn)低碳辦公數(shù)據(jù)化；

③區(qū)域能效比：實現(xiàn)建筑單位內(nèi)區(qū)域能耗對比，方便能耗考核；

④同期能效比：實現(xiàn)同年、同期、同一區(qū)域能耗對比，方便節(jié)能數(shù)據(jù)分析；

⑤能耗評估管理：按照能源消耗定額標(biāo)準(zhǔn)約束值、標(biāo)準(zhǔn)值、引導(dǎo)值進行分析單位面積能耗和人均能耗指標(biāo)；

⑥能耗競爭排名：各個功能區(qū)能耗對比，實現(xiàn)能耗排名，增強工作人員的節(jié)能意識；

⑦對能耗的使用數(shù)據(jù)進行綜合的分析、統(tǒng)計、打印和查詢等功能，并根據(jù)能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)的需要可選擇不同樣式報表的打印。為能耗運營管理部門提供可靠的依據(jù)；

⑧能耗數(shù)據(jù)采集，隨時查詢，并根據(jù)采集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，監(jiān)測異常能源用量，對能源智能儀表故障進行報警，提高系統(tǒng)信息化、自動化水平。

3.2 平臺部署硬件選型

四、結(jié)語

近年來，我國大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)保持著良好的發(fā)展勢頭。運用大數(shù)據(jù)管理企業(yè)、治理國家提升了企業(yè)、**的管理能力，大數(shù)據(jù)的發(fā)展、應(yīng)用已經(jīng)上升到國家戰(zhàn)略高度。隨著大型數(shù)據(jù)中心不斷地發(fā)展，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜、設(shè)備功率越來越大。因此，無論從企業(yè)管理運營成本還是環(huán)境保護角度出發(fā)，我們都應(yīng)該在現(xiàn)有條件下提出一套節(jié)能方案，實現(xiàn)節(jié)約能源。數(shù)據(jù)中心節(jié)能應(yīng)該貫穿數(shù)據(jù)中心的整個生命周期，應(yīng)該根據(jù)不同階段、不同設(shè)備狀況提出不同方案。

數(shù)據(jù)中心節(jié)能不是一蹴而就的，而是經(jīng)過在運維*摸索、實驗才可以得到的。這種節(jié)能的思想應(yīng)該滲透到運維人員每一次操作、每一個角落，才能做到節(jié)能。

審核編輯 黃宇