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数据中心机房节能怎么做

当前,数据机房的建设规模越来越大,所消耗的能源越来越多,节能是机房和数据中心的一个非常重要的话题,需要重点讨论的内容是空调设计、送风、慎重设置机房外窗、负荷分级、分区分组控制灯具、一体化电源、操作人员与计算机设备分开。

1.空调设计

在机房中,安装的设备多、发热量大、空调负荷大,机房内空调系统的用电量约占机房总用电量的20%~50%,制冷设备消耗的能源占到了总能耗的近一半,因此,空调系统的节能措施是机房节能设计中的重要环节之一。

空调设计应根据当地气候条件,选择采用以下节能措施:

·大型机房宜采用水冷冷水机组空调系统。

·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。

·空调系统可采用电制冷与自然冷却相结合的方式。

水冷冷水机组的能效比高,可节约能源,提高空调制冷效果。在北方,冬季还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,进一步节约能源。

2.送风

送风分上送风和下送风。

上送风是在天花板上送风,下送风是在地板下送风。上送风和下送风方式各有其优缺点,采用何种送风方式应全面综合考虑。目前机房(数据中心)普遍采用下送风空调系统。

上送风方式的优点如下:

1)因为通信设备是上走线方式,空调机组所需加湿给水管、凝结水排水管均为明布置,一旦有漏水现象,能快速发现,及时排除,消除导致机房不安全的因素。

2)机房内不易积灰,即使房间有灰尘,清理打扫也很方便,从而使空调机组的过滤网使用寿命延长,减少维护管理的工作量。

3)机房的设备一般可分期分批逐步安装。

上送风方式的缺点如下:

1)上送风的空调送风方式是由机房的上部送到设备的,与热空气交换后,从机房的下部回到空调机组内。机房的送风气流为上侧送风、下侧回风方式,与空气流动特性相矛盾,从而使得房间最下部温度偏高,不利于设备的运行。

2)在机房上部设送风管道,通过空调送风管、送风口把空气送到机房所需部位,这样,送风管和送风口就需要与设备的各类走线架、照明灯具进行协调,给设计、施工带来一定的工作量。

3)由于上送风方式是直接将风吹到机房内或是用送风管和送风口送到机房,所需送风机的机外余压相对下送风要高,上送风本身的风声也比下送风要高,因此,对于同样规格的空调机组,上送风比下送风噪声要高些。

4)为了使空调送风均匀,需要增加送风管,机房上部因通信走线桥架、空调风管、照明灯具等的布置,显得比较杂乱,不如采用下送风方式的机房整齐、美观。空调水管管道保温

下送风方式的优点如下:

1)下送风方式是将低温空气直接从底部送到设备内,吸收设备的热量后,从机房顶部回到空调机组顶部。空调风流动方向与空气特性相一致,容易得到较好的空调效果。

2)地板下的空间比风管断面的面积要大许多,这就形成了静压箱,因此下送风方式送风均匀,整个机房区域的温差小。

3)因为送风是在活动地板内,从而使下送风方式与上送风方式在同等条件下,所需的送风风压低,空调设备和送风噪声相对会低一些。

4)对于设计施工来说,相对简单、方便。

5)空调设备的摆放可以灵活地进行调整。

6)由于下送风将通信工艺所需的各类管线、空调的专业管线均隐藏在活动地板内,从而使得通信机房整齐、美观。

7)相对上送风而言投资会小一些。

下送风方式的缺点如下:

1)因为活动地板主要是给通信设备布置各类通信管线用的,从而无法保证空调送风所需的足够面积,从而影响空调效果。

2)下送风的空调效果受到活动地板的质量、施工、维护管理多方面因素的影响。

3)尽管机房密封性较好,但还是有灰尘进入机房,活动地板下面极易藏污纳垢,而且很难清理,空调下送风会使灰尘随风进入通信设备,增加设备故障风险,严重时会影响通信设备的正常工作。

4)下送风方式的加湿给水管、凝结水排水管都布置在活动地板内,出现问题时不易发现,易造成安全隐患。

送风需要重点讨论的内容是冷热通道分离、精确送风、按需冷却。

(1)冷热通道分离

冷热通道分离是冷空气由高架地板下吹出,进入密闭的冷池通道,机柜前端的设备吸入冷气,通过给设备降温后,形成热空气,由机柜后端排出至热通道。热通道的气体迅速返回到空调回风口。

冷热通道分离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,因此当机柜或机架成行布置时,要求机柜或机架采用面对面、背对背的布置方式,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。冷热通道分离图如图1-2所示。

图 1-2 冷热通道分离图

冷热通道分离分冷热通道隔离、冷通道封闭和热通道封闭3种。

1)冷热通道隔离:将冷热通道完全隔离开来,空调选用下送风方式,所有空调产生的冷量均由冷通道进入机房并被机柜吸入,对服务器进行冷却后由服务器排风扇将热量排入热通道,最后吸入空调机,这样组成一个完整的冷热对流循环。

2)冷通道封闭:将冷通道封闭起来,可以避免冷风和热风的混合,从而提高冷却的效率。冷通道封闭图如图1-3所示。

图 1-3 冷通道封闭图

3)热通道封闭:在热通道上方用顶板封闭,由此在通道上形成一个空间上的蓄热池,最大限度地使机房散热。

(2)精确送风

随着IT技术的发展,机柜的功率越来越大,而机架散热负荷不同,所以就需要有选择性地采用强制送风或精确送风。精确送风就是将空调送出的制冷风量,通过可控制的风道送到通信设备的下端或侧端,最大限度地利用空调送出的冷量和风量,与通信设备的发热量进行交换,有效避免通信设备出现高温或局部过热的现象,以降低空调无效部分的制冷功率,达到降耗节能的目的。精确送风需要配风地板单元(ADU),是数据中心机房空调系统送风气流组织的一种远端辅助部件,用于将空调机组所产生的冷量(冷气流)强制配送到IT机架的前面板进气口处,以解决传统空调系统送风方式的不足,尤其能够满足高功率密度机架的散热需求。配风地板单元如图1-4所示。管道保温铝皮价格

图 1-4 配风地板单元

安置配风地板系统的优点如下:

1)能彻底解决机柜局部过热问题,提高主机设备运行环境的安全性。

2)通过提升回风温度,可以提高空调制冷效率,有效节省机房空调系统能耗。

3)可提高IT设备的机柜容积率和出租率,减小能耗。

(3)按需冷却

采用在机房中局部增加风机强制通风的配风地板来满足机房热点冷却需求,解决局部热点后,就可以避免机房过度冷却,通过提高空调设置温度来减少空调机组的运行数量和供冷量,最终达到机房节能的效应。

3.慎重设置机房外窗

规范规定:A级和B级电子信息系统机房的主机房不宜设置外窗。当主机房设有外窗时,应采用双层固定窗,并应具有良好的气密性。

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。管道保温

4.负荷分级

由于不可能对所有的用电设备都采取相同的供电措施,所以供配电首先应对用电设备进行负荷分级。

负荷分级应根据用电设备的规模、功能、性质进行确定。负荷分级的目的在于根据不同的负荷级别确定用电设备的供电要求和供电措施,以保证供电系统的安全性、可靠性、先进性和合理性。

国际上普遍的做法是将负荷按应急电源自动切换的允许中断供电时间划分为0 s、小于0.15 s、0.5 s、15 s和大于15 s五个级别,而我国的做法是按用电单位或用电设备突然中断供电所导致后果的危险性和严重程度将负荷分为一、二、三级。铁皮管道保温

民用建筑中常用的重要用电负荷分级如表1-1所示。

5.分区分组控制灯具

规范规定:主机房和辅助区内的主要照明光源应采用高效节能荧光灯,灯具应采用分区、分组的控制措施。从照明节能角度考虑,高效节能荧光灯主要是指光效大于80 lm/W的荧光灯。对于大面积照明场所及平时无人值守的房间,照明光源采用分区或分组的控制措施后,在平时无人时可以关掉部分光源,达到节约电能的目的。反应釜罐体保温施工

6.一体化电源

一体化电源设备(Integrated Power Supply Equipment, IPSE)是将直流电源、电力用交流不间断电源(UPS)和电力用逆变电源(INV)、通信用直流变换电源(DC/DC)等装置组合为一体,共享直流电源的蓄电池组,并统一监控的成套设备,为用户节约占地面积和运营成本。组合方式是以直流电源为核心,直流电源与上述任意一种电源及一种以上的电源所构成的组合体,称为一体化电源。消防管道保温

7.操作人员与计算机设备分开

操作人员在机房内活动和机房外门的频繁开启,会使得机房内的温度难以保证,为此把大型机房划分为有人区(操作室)和无人区(计算机设备区),操作人员在操作室对计算机设备进行全面维护,不必再进入无人区内。


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