信息化建設中的節(jié)能問題

孫 雷

(黑龍江省經濟貿易信息中心，哈爾濱 150001)

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信息化建設中的節(jié)能問題

孫 雷

(黑龍江省經濟貿易信息中心，哈爾濱 150001)

分析了在信息技術實施過程中，能耗問題已成為計算機系統(tǒng)運行成本迅速增長的主要矛盾。探討如何圍繞機房環(huán)境、計算機系統(tǒng)、機房設備以及機房運行維護等方面進行計算機節(jié)能應用技術的改進，從而實現(xiàn)低成本的信息化建設。

機房；節(jié)能；能耗；信息技術

0 引 言

隨著近幾年國家機關、企業(yè)事業(yè)單位信息化建設的快速發(fā)展，計算機及其信息技術相關產品應用量快速增加，網(wǎng)絡設備、服務器、存儲設備、各類計算機、打印機等電子產品以及機房供電設備、空調、新風系統(tǒng)的耗電需求也正在不斷上升。如何能夠讓信息化實施發(fā)揮最大優(yōu)勢的同時降低能耗，成為節(jié)能的新課題。當前我國經濟形勢正在持續(xù)放緩，政府越來越關注節(jié)能減排工作的開展，只有建設節(jié)約型社會，降低能源消耗，我國經濟才可能持續(xù)發(fā)展。

1 機 房

在進行機房節(jié)能減排設計的時候，主要是對機房的耗電量進行控制，其重點是精確測算設備耗電比率，通過對空調選擇、送風控制、UPS負載估算、服務器虛擬化技術等，全角度進行電能的監(jiān)控管理和調整，才能達到科學節(jié)能的目的，主要應用包括以下幾下方面。

1.1 機房空調系統(tǒng)

在機房眾多的用電設備中，空調制冷設備的耗電量比例相當大。據(jù)調查，機房中僅空調的耗電量就占機房總用電量的50%～70%左右。因此機房節(jié)能方案應從機房空調系統(tǒng)的選擇入手, 降低其電能的損耗。

機房空調一般有三種：水冷柜式機組、窗式空調器、風冷分體式空調器。研究者對三種方式在機房中實際運行的能耗指標、安裝環(huán)境、場地占用、安裝管理維護、設備的初期投資費等指標進行對比，得出結論：使用面積在70平方米以下的中小企業(yè)機房，采用普通風冷分體式空調器可以較好地滿足機房要求，降低前期投入，提高總體制冷效果及機房環(huán)境質量， 是最優(yōu)化的選擇方案。

1.2 UPS系統(tǒng)

目前，機房中UPS電源主要存在兩方面問題：一是UPS電源無法靈活擴容，導致效率低下。傳統(tǒng)UPS自身是不可擴容的，電源擴展時，需要添置整套設備，使UPS工作時遠遠低于其滿負載容量，導致效率低下。目前，模塊化UPS已被認為是UPS的發(fā)展趨勢，它體積小、重量輕、功耗低、維護簡單、可靠性高，最重要的用戶可以象反搭積木一樣按需調配UPS容量，將UPS的容量配置更合理，保持電源的高效率。二是UPS電源負荷較低，由于盲目擴大UPS電源規(guī)模導致運行低效。一般來說，UPS的效率和負載功率是成正比的， UPS的供電效率越高，能耗就越低。理論上，如果運行負載率大于60%，UPS電源的效率一般可達90%以上。在實際應用中，許多機房里的 UPS的運行負載率一般也就在20%～30%左右，UPS的供電效率只發(fā)揮到了50%～60%左右，從而導致用電量的嚴重浪費[1]。

1.3 新風系統(tǒng)

在機房降溫和空氣調節(jié)方面，除了安裝機房專業(yè)空調外，科學利用綠色冷源，應用自然冷卻的方法進行降溫也是很好的思路。這里，自然冷卻是指不使用冷卻設備制冷的技術?？捎玫淖匀焕鋮s量取決于當?shù)氐臍夂颍畛Ｓ玫淖匀焕鋮s方式是地下水或地表水冷卻和室外冷空氣冷卻。從地域特點上講，自然冷卻是非常適合應用于一年中季節(jié)性或晝夜溫差較大的地區(qū)。我國北方很多地區(qū)正是屬于這種溫差特點，其主要氣候特點表現(xiàn)為四季分明，晝夜溫差大，冬季慢長，室外空氣溫度較低。在這種情況下，若能采用新風節(jié)能系統(tǒng)充分利用大自然提供的天然綠色冷源，將室外低溫新鮮空氣引入機房，同時排出機房內的熱空氣，依靠空氣流通，有效地將機房內的熱量迅速向外遷移，實現(xiàn)室內散熱。同時降低空調負荷甚至代替空調調節(jié)機房溫度，從而大幅度降低電能消耗和營運成本、減少空調使用次數(shù)，將是節(jié)能增效的優(yōu)化方案。

1.4 服務器虛擬化

隨著新技術不斷出現(xiàn)，服務器等硬件設備性能大幅度提高，市場價格也越來越低。人們注意到，對硬件高配置的追逐以及經常更新?lián)Q代，導致機房內的設備越來越多，設備種類繁雜，運維管理成本增加。虛擬化技術的發(fā)展與成熟，為解決這個問題提供了可行的思路。

虛擬化技術是在系統(tǒng)中加入一個虛擬化層，將下層的資源抽象成資源提供給上層使用。在虛擬技術未被廣泛應用之前，IDC業(yè)務中服務器通常只安裝數(shù)量很少的應用系統(tǒng)，一臺服務器一般只提供一種服務，資源的利用率很低，這種情況大概在10%～30%之間。另外，用戶在前期投入估算時，往往按照最大應用預算來購買服務器，在實施的過程中，一些未考慮的因素也導致了服務器資源的浪費。

虛擬化技術通過將多種應用整合到少量高性能服務器上，減少服務器數(shù)量，簡化服務器管理，明顯提高了服務器利用率和可靠性。它把硬件與操作系統(tǒng)分開，在同一物理機上運行多個虛擬機軟件，讓一臺服務器變成幾臺相互隔離的虛擬服務器，每個虛擬機都有一套屬于自己的虛擬硬件(如 CPU、RAM、NIC)。因此它實現(xiàn)了服務器的整合，顛覆了一臺服務器上運行一套操作系統(tǒng)的傳統(tǒng)理念。借助虛擬化技術，服務器的整體性能得到了深層的挖掘更降低了能耗。

2 降低待機能耗

待機耗電是指沒有斷開電源的用電器在沒有使用的情況下所消耗的電量。用戶為避免頻繁插拔用電設備或為保存電器設置狀態(tài)使電器長期處于待機狀態(tài)，這種狀態(tài)給我們的使用帶來方便，同時也在耗費著能源。據(jù)不完全統(tǒng)計，待機能耗占到辦公設備耗電量的3%～13%，其中，空調4 W、顯示器7.69 W、 PC主機箱35.07 W、傳真機5.71 W、打印機9.08 W。為降低待機能耗，各國都制定了相應的能效標準，歐盟規(guī)定，計算機在睡眠和關閉狀況下的能耗須低于10 W和3 W，我國目前僅有10．5%的計算機能夠達到這一要求；美國規(guī)定，顯示器在睡眠和關閉狀態(tài)下的能耗須低于4 W和2 W，我國的待機能耗高于世界平均水平[2]。

近年，在對政府機構及企事業(yè)單位辦公室的待機能耗情況進行全面調查之后，我國也對打印機、傳真機、復印機等辦公設備開展了待機節(jié)能認證工作，目前已有聯(lián)想、愛普生等近10家企業(yè)的部分產品獲得了節(jié)能認證。因此采購時要選購通過節(jié)能認證的低能耗產品。降低待機能耗還應注意：(1)當電器不用時，應斷開電器上的機械開關，對于沒有帶機械電源開關的電器，應隨手拔掉電源插頭。(2)使用節(jié)電插座也能夠有效的減少用電設備所帶來的額外能耗。

3 計算機

由于計算機的高度普及，我國辦公和家用終端PC設備數(shù)量龐大，因此它們的能源消耗也不容忽視。每臺PC機的能耗中，顯示器、CPU、主板、硬盤、光驅等都是耗電的關鍵部件。并且，計算機在開機運行時，其耗電量跟計算機的設置和運行的軟件有著直接的關系。因此，在日常工作中，正確掌握計算機使用方法和養(yǎng)成好的使用習慣是非常必要的。

3.1 計算機的電源管理

對于不同用戶的使用情況，計算機的應用內容是不一樣的，因此，應設置成符合自身工作要求的電源管理模式。Windows 7的電源管理功能提供了多種工作模式下的使用方案，包括：平衡、節(jié)能、高性能三種工作模式下的常用方案。比如，“關閉顯示器”和“休眠”的時間間隔設置等。每個工作模式下系統(tǒng)還能進行更精確的節(jié)能計劃設置，包括：關閉硬盤時間、桌面背景設置、無線適配器的低、中、最高性能設置。其中，處理器電源管理可以根據(jù)運行應用軟件設置為最小處理器狀態(tài)、系統(tǒng)散熱方式和最大處理器狀態(tài)。

3.2 軟件設置

軟件的運行不僅僅占用CPU資源，同時還占用內存和消耗硬盤，這些都會使計算機能耗上升。因此軟件的安裝要合理，配置要科學。比如在打開網(wǎng)頁時，可以利用IE瀏覽器的“管理加載項”功能禁用不需要的網(wǎng)頁插件。計算機長期使用后要及時清理垃圾文件并養(yǎng)成定期清理和刪除無用軟件的習慣，可以應用“金山清理專家”、“ccleaner”等工具軟件，方便而全面的為系統(tǒng)整體“瘦身減壓”，達到節(jié)能降耗的目的。

4 結束語

伴隨兩化融合程度逐漸加深，信息技術已成為各行業(yè)最具活力和永不枯竭的生產力。提高能源使用效率，降低生產成本，是信息化的手段同時也是信息化實施中的問題。本文提出了信息化實施中能量消耗的幾個問題和改進方法，可以做為信息技術從業(yè)者日常管理例行工作內容，達到節(jié)能的目的。

[1] 徐向文．計算機的節(jié)能管理[J]．科技廣場，2008(1).

[2] 吳 昕．淺談待機能耗問題及其電源解決方案[J]．電子元器件資訊，2009(12).

黑龍江省節(jié)能監(jiān)測中心

黑龍江省節(jié)能監(jiān)測中心、黑龍江省節(jié)能技術服務中心、黑龍江省能源研究所(以下簡稱中心)三位一體，成立于1982年5月18日。中心隸屬于黑龍江省工業(yè)和信息化委員會，由于它的特定地位和所發(fā)揮的重要作用，自成立之日起就得到了各級政府的關懷和支持。經過30年的發(fā)展歷程，中心技術力量雄厚、設備先進，已成為國內一流的從事節(jié)能監(jiān)測、能源技術政策研究和節(jié)能技術服務的專業(yè)機構。

中心具有國家節(jié)能工程咨詢甲級、城市供熱工程設計乙級資質和省級計量認證資質。并通過IS9000質量管理體系認證。初步完成國家級重點能源監(jiān)測實驗室建設，具備較高水準檢測能力。

中心下設6個專業(yè)科室，并設有黑龍江省能源發(fā)展戰(zhàn)略研究會、黑龍江省節(jié)能協(xié)會秘書處，黑龍江省節(jié)能產品評審辦公室，省級自然科學期刊《應用能源技術》編輯部和《黑龍江能源網(wǎng)》網(wǎng)站。

30年來，中心業(yè)務范圍不斷拓展，目前重點從事節(jié)能工作領域：

1、能源節(jié)約和資源綜合利用技術、政策研究；2、節(jié)能監(jiān)測；3、能源審計、能源規(guī)劃、節(jié)能診斷等技術咨詢服務；4、能源資源節(jié)約、綜合利用技術改造、能源建設項目工程咨詢和評估；5、節(jié)能技術和產品的評審和推廣應用；6、節(jié)能宣傳、培訓和推廣。

30年來，我們以嚴格的質量保障體系和求真、務實、科學的態(tài)度為各級政府和社會各界提供了全方位、多層次的技術服務。近年來成績斐然、碩果累累。其中，研究編制的黑龍江省及各地市節(jié)能專項規(guī)劃、政策建議及專題調研，為各級政府主管部門科學決策提供重要依據(jù)；先后為百余家企事業(yè)單位提供了節(jié)能監(jiān)測、能源審計、節(jié)能項目工程咨詢和評估、節(jié)能技術和產品的評審等方面技術服務；并與國際組織合作完成三十余項節(jié)能案例研究。

在構建和諧社會、倡導綠色環(huán)保的今天，我們將百尺竿頭、更上一層，繼續(xù)努力工作，為政府和社會各界提供更優(yōu)質的節(jié)能服務。

The Problems of Energy Saving in the Construction of Informatization

SUN Lei

(Heilongjiang province Economic Trade Information Center, Harbin 150001, China)

Analysis of the information technology in the process of implementation, the problem of energy consumption has become the main contradiction of the operation cost of the rapid growth of computer system. Discussion on improvement of how about application of technology of energy saving of computer room environment, computer system and computer room, computer room equipment operation and maintenance etc., so as to realize the informationization construction of low cost.

Computer center; Energy saving; Energy consumption; Information technology

10.3969/j.issn.1009-3230.2015.03.011

2014-12-28

2015-2-10

孫 雷(1972-)，男，高級工程師，大學畢業(yè)，學士，多年來一直從事計算機應用工作。

TP393.07

B

1009-3230(2015)03-0047-03