IDC機房節能減排技術新思路的論文

　　摘要：通過工作實踐經驗，分析了IDC機房能耗現狀及原因，在此基礎上，針對IDC機房節能減排技術進行了分析，并提出了IDC機房節能減排技術的新思路，旨在為IDC機房的節能建設設計提供理論依據。

　　關鍵詞：IDC機房；節能減排技術；應用

　　近年來，隨著我國計算機技術的不斷發展，IDC（也稱互聯網數據中心）機房的建設規模不斷擴大，其所需消耗的電能也越來越多，因此，如何實現IDC機房的節能減排，成為了業內人士關注的焦點話題。因此，在確保系統設備正常運行情況下，提高電能的利用率，解決消除機房過熱問題成為IDC機房日后發展過程中需要解決的一個重要問題。本文通過實際工作經驗，著重就IDC機房節能減排技術的應用進行探討。

　　1IDC機房能耗現狀及原因分析

　　1.1我國IDC機房能耗現狀

　　PUE值作為衡量數據中心電能使用效率的常用指標，主要是指數據中心所消耗全電能消耗量與負載消耗量的比值，通過計算發現，當PUE值接近1時，數據中心節能水平較高。目前來說，IDC運營公司主要集中在北上廣等一線城市，且規模較大，IDC機房的PUE值一般在2~3范圍內。近年來，隨著我國移動通信業務客戶量的持續攀升，IDC機房電能消耗不斷增加，一些大型互聯網公司開展節能型IDC機房工作，采取了產品能耗優化，配備節能服務器等各種節能措施。目前這些企業雖然在IDC機房節能建設方面取得了一定成效，但從總體上來看，IDC機房仍存在能耗問題，其節能空間較大。

　　1.2IDC機房能耗原因分析

　　根據IDC機房PUE值的偏高原因分析，主要包括以下幾個方面。（1）機房設備能耗偏高。IDC機房設備普遍存在容量低、能耗高的現狀。（2）空調制冷系統利用率普遍不高，加上機房空調設備采用分期策略，從而導致空調設備出現空置。另外，在大型水冷空調系統未能得到廣泛應用，覆蓋率較低。（3）供電系統布局不合理，不能得到優化。例如，IDC機房部分供電設備（如變壓器）負載率偏低，供電線路存在冗余現象。另外，機房配置UPS（持續供電系統），此系統在機房運營初期，電能損量較大，占整個IDC機房能耗損量的20%左右。

　　2IDC機房節能減排技術

　　要降低機房的PUE值，需要從空調系統節能、供配電子系統節能、照明系統的節能等幾個方面著手。

　　2.1空調子系統的節能

　�。�1）合理選擇精密空調。對于不同地區而言，應根據建筑結構形式的不同來選擇精密空調，實現空調系統的節能效果。在南方，對于新建建筑，數據中心可利用新建冷凍水系統進行制冷，這種制冷方式節能效果較好，且成本較低。大型數據中心可以選用水冷型空調機組；中小型數據中心可以選用風冷型空調機組，要采用空調變頻技術，以免空調制冷過度，提高空調的`運行效率。（2）利用氣流組織形式，實現空調節能。精密空調制冷的氣流組織包括空調布置、送風口和回風口設置、送回風方式等。其中，水平送風作為送風口設置的一種新的解決方案，能夠有效地解決IDC機房設備密度或發熱量不勻而引發的局部熱點問題。因設備局部的溫度較高，若采用均勻的送風方式，需要降低機房的溫度，導致設備能耗的增加，而采用水平送風方式，可以將空調內機與過熱的機柜組相互結合，并封閉部分柜組，這樣能夠大幅度地降低能耗，有效地解決局部熱點問題，實現空調系統的節能減排，如圖1。（3）準確計算制冷量。在空調制冷量計算過程中，確保制冷量計算的準確性，可避免制冷過度現象的發生，降低空調系統的能源消耗。然而，在制冷量計算時，還要考慮到IDC機房的迅速增長，在方案設計時要預留空調放置空間、管線位置等，確保隨時能夠增加制冷量。

　　2.2供配電子系統的節能

　　（1）優化UPS配置。UPS的效率與負載率有關，如對于高效率的高頻機要確保UPS的效率超過90%，需要確保其負載率在50%以上。如果高頻機負載率在40%以下，將會大大降低UPS的效率，如圖2所示。經過調查發現，UPS機房在發展過程中的單機負載率很低，一般不會超過30%。因此，為了避免UPS負載率過低，需要選用具有擴展性的模塊化UPS，結合實際情況來進行負載配置。隨著IT設備的增加，為了提高UPS的最大負載，需要增加模塊數量，使UPS負載率控制在50%~60%。（2）減少UPS電池容量。大部分IDC機房配備了長時間的電池容量，以防止停電時能夠及時為IDC機房供電。然而，由于大容量電池充放電時間過長，將會產生大量的能耗。對于大型IDC機房來說，當柴油發電機系統停電后再啟動，共切換時間只有幾分鐘，因此UPS的電池容量只需要15分鐘用于柴油發電機的切換。

　　2.3照明系統的節能

　　在數據中心機房照明系統節能方面，應從以下幾個方面入手。（1）在數據中心照明系統節能設計時，要嚴格按照國家規定的標準進行設計。盡可能避免照度過亮或不勻現象的出現。（2）選擇節能型的光源和燈具。（3）設計高效、靈活的照明控制系統，對于不工作區域的照明，設計自動關閉控制功能。（4）在遠程可實現IDC機房設備操作、環境監控等，減少工作人員進入機房操作次數，降低機房照明能耗。

　　3IDC機房節能減排的新思路

　　近年來，隨著我國IDC機房節能技術及措施的應用，在IDC機房節能減排方面，出現新的設計思路。

　　3.1一體化機房

　　一體化機房主要以先進的設計理念，標準化的設計程序和系統配置來實現標準化的工作模式。這種理念是集裝箱數據中心和一體化機柜以及所有子系統在一個狹小的空間，只需供電就可以穩定運行。但它具有一定的封閉性，且設備密度較高，從而導致PUE水平較低。某廠商在一體化機房實際應用當中，通過利用這門技術將PUE值降至1.18。目前，集裝箱數據中心和一體化機柜在各領域中得到廣泛的應用。

　　3.2高壓直流供配電

　　PUE作為一種乘數因子，其值大于1。因此，要實現IDC機房節能，一點降低IT設備的功耗。例如，當PUE為1.6，1W的IT設備電能耗量為1.6W，若將IT設備功耗降低至0.8W，將會降低IDC機房總功耗量至0.8×1.6=1.28W�？梢�，當IT設備功耗降低0.2W時，其電能耗量降低0.32W。這就是乘數因子效應。近年來，高壓直流供電受到了互聯網企業的關注，它不僅能夠大幅度地降低IT設備功耗，而且大大提升直流供電的可靠性，減少諧波問題，提高運行效率，且擴展性較好，因此成為了未來數據中心供電模式的發展方向。

　　4結語

　　綜上所述，在IDC機房節能建設過程中，要實現數據機房運行節能，我們需要結合實際情況，合理地選擇不同技術、設備，并根據實際需求，選用最優化的節能方案。本文結合工作實踐，針對IDC機房節能減排技術的應用進行了分析，旨在為IDC機房設備的節能建設提供依據。

　　參考文獻:

　　[1]尚興源.IDC機房節能減排技術的應用實踐探討[J].電源技術應用，2014，（3）：476.

　　[2]彭殿貞.綠色數據中心空調設計[M].北京：中國建筑工業出版社，2015，（6）．

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