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IDC机房节能减排技术的应用研究

近年来,随着我国计算机技术的不断发展,IDC(也称互联网数据中心)机房的建设规模不断扩大,其所需消耗的电能也越来越多,因此,如何实现IDC机房的节能减排,成为了业内人士关注的焦点话题。因此,在确保系统设备正常运行情况下,提高电能的利用率,解决消除机房过热问题成为IDC机房日后发展过程中需要解决的一个重要问题。
本文通过实际工作经验,着重就IDC机房节能减排技术的应用进行探讨。1 IDC机房能耗现状及原因分析1.1我国IDC机房能耗现状PUE值作为衡量数据中心电能使用效率的常用指标,主要是指数据中心所消耗全电能消耗量与负载消耗量的比值,通过计算发现,当PUE值接近1时,数据中心节能水平较高。目前来说,IDC运营公司主要集中在北上广等一线城市,且规模较大,IDC机房的PUE值一般在2~3范围内。近年来,随着我国移动通信业务客户量的持续攀升,IDC机房电能消耗不断增加,一些大型互联网公司开展节能型IDC机房工作,采取了产品能耗优化,配备节能服务器等各种节能措施。目前这些企业虽然在IDC机房节能建设方面取得了一定成效,但从总体上来看,IDC机房仍存在能耗问题,其节能空间较大。1.2 IDC机房能耗原因分析根据IDC机房PUE值的偏高原因分析,主要包括以下几个方面。
(1)机房设备能耗偏高。IDC机房设备普遍存在容量低、能耗高的现状。(2)空调制冷系统利用率普遍不高,加上机房空调设备采用分期策略,从而导致空调设备出现空置。另外,在大型水冷空调系统未能得到广泛应用,覆盖率较低。(3)供电系统布局不合理,不能得到优化。例如,IDC机房部分供电设备(如变压器)负载率偏低,供电线路存在冗余现象。另外,机房配置UPS(持续供电系统),此系统在机房运营初期,电能损量较大,占整个IDC机房能耗损量的20%左右。2 IDC机房节能减排技术要降低机房的PUE值,需要从空调系统节能、供配电子系统节能、照明系统的节能等几个方面着手。
2.1空调子系统的节能(1)合理选择精密空调。对于不同地区而言,应根据建筑结构形式的不同来选择精密空调,实现空调系统的节能效果。在南方,对于新建建筑,数据中心可利用新建冷冻水系统进行制冷,这种制冷方式节能效果较好,且成本较低。大型数据中心可以选用水冷型空调机组;中小型数据中心可以选用风冷型空调机组,要采用空调变频技术,以免空调制冷过度,提高空调的运行效率。(2)利用气流组织形式,实现空调节能。精密空调制冷的气流组织包括空调布置、送风口和回风口设置、送回风方式等。其中,水平送风作为送风口设置的一种新的解决方案,能够有效地解决IDC机房设备密度或发热量不匀而引发的局部热点问题。因设备局部的温度较高,若采用均匀的送风方式,需要降低机房的温度,导致设备能耗的增加,而采用水平送风方式,可以将空调内机与过热的机柜组相互结合,并封闭部分柜组,这样能够大幅度地降低能耗,有效地解决局部热点问题,实现空调系统的节能减排,如图1。图1水平送风方式(3)准确计算制冷量。在空调制冷量计算过程中,确保制冷量计算的准确性,可避免制冷过度现象的发生,降低空调系统的能源消耗。然而,在制冷量计算时,还要考虑到IDC机房的迅速增长,在方案设计时要预留空调放置空间、管线位置等,确保随时能够增加制冷量。2.2供配电子系统的节能(1)优化UPS配置。UPS的效率与负载率有关,如对于高效率的高频机要确保UPS的效率超过90%,需要确保其负载率在50%以上。如果高频机负载率在40%以下,将会大大降低UPS的效率,如图2所示。经过调查发现,UPS机房在发展过程中的单机负载率很低,一般不会超过30%。图2
 

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