淺談數(shù)據(jù)信息中心（IDC）機(jī)房節(jié)能減排技術(shù)研究

張曉峰 趙政

摘 要：數(shù)據(jù)中心建設(shè)對(duì)企業(yè)的發(fā)展非常重要，機(jī)房在運(yùn)行中制冷降溫需使用大量的能源，機(jī)房技能減排已成為企業(yè)發(fā)展面臨的重要課題，企業(yè)必須解決好機(jī)房節(jié)能減排的問題，節(jié)約更大的運(yùn)營(yíng)成本，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心機(jī)房 節(jié)能減排 技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP308文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-9082（2020）06-00-01

為貫徹落實(shí)國(guó)家和政府主管部門能源節(jié)約與生態(tài)環(huán)境保護(hù)相關(guān)精神，進(jìn)一步提高污染防治和節(jié)能減排管理水平，在建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的背景下，在“節(jié)能減排”逐步融入經(jīng)濟(jì)發(fā)展主旋律的今天，為了節(jié)約能源，推動(dòng)科技成果轉(zhuǎn)化，提升我國(guó)經(jīng)濟(jì)中的科技含量，加快落實(shí)通信機(jī)房節(jié)能改造，研究背景。

國(guó)家發(fā)改委已把碳排放納入各地政績(jī)考核，習(xí)近平總書記提出2020年實(shí)現(xiàn)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值用水量、能耗和二氧化碳排放量將分別下降23%、15%和18%?！稓夂蜃兓瘧?yīng)對(duì)法》、《碳排放權(quán)交易管理?xiàng)l例》已列入國(guó)務(wù)院2016年度立法計(jì)劃。2017年底，國(guó)家發(fā)展改革委印發(fā)了《全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)建設(shè)方案（發(fā)電行業(yè)）》，標(biāo)志著全國(guó)碳排放交易體系啟動(dòng)。

一、電價(jià)影響

李克強(qiáng)總理連續(xù)兩年在政府工作報(bào)告中提出“一般工商業(yè)電價(jià)平均降低10%”。國(guó)家發(fā)改委連續(xù)發(fā)布了《關(guān)于降低一般工商業(yè)電價(jià)有關(guān)事項(xiàng)的通知》（發(fā)改價(jià)格〔2018〕500號(hào)）、《關(guān)于電力行業(yè)增值稅稅率調(diào)整相應(yīng)降低一般工商業(yè)電價(jià)的通知》（發(fā)改價(jià)格〔2018〕732號(hào)）、《關(guān)于利用擴(kuò)大跨省區(qū)電力交易規(guī)模等措施降低一般工商業(yè)電價(jià)有關(guān)事項(xiàng)的通知》（發(fā)改價(jià)格〔2018〕1053號(hào)）、關(guān)于降低一般工商業(yè)目錄電價(jià)有關(guān)事項(xiàng)的通知（發(fā)改價(jià)格〔2018〕1191號(hào)）、《國(guó)家發(fā)展改革委關(guān)于電網(wǎng)企業(yè)增值稅稅率調(diào)整相應(yīng)降低一般工商業(yè)電價(jià)的通知》（發(fā)改價(jià)格〔2019〕559號(hào)）等文件，要求按照國(guó)家要求，降低一般工商業(yè)電價(jià)。

二、IDC技術(shù)發(fā)展影響

隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的快速發(fā)展已經(jīng)開始讓數(shù)據(jù)中心的發(fā)展從大規(guī)模建設(shè)階段轉(zhuǎn)為資源整合與高效利用階段。

如核心網(wǎng)NFV技術(shù)、區(qū)域集中技術(shù)，業(yè)務(wù)網(wǎng)和支撐系統(tǒng)云化技術(shù)，數(shù)據(jù)網(wǎng)SDN技術(shù)、VBRAS技術(shù)等的應(yīng)用，使得云計(jì)算技術(shù)下的信息系統(tǒng)集中部署使得IDC云化成為必然趨勢(shì)。

云計(jì)算數(shù)據(jù)中心采用虛擬化、自動(dòng)化、并行計(jì)算、安全策略以及能源管理等新技術(shù)，解決目前數(shù)據(jù)中心存在的成本增加過快和能源消耗過度等問題。

通過硬件集中化部署，從而減少服務(wù)器硬件數(shù)量，同時(shí)減少電源、空調(diào)等配套設(shè)備的配置，有效降低了能耗，提高了投資效益比，實(shí)現(xiàn)降本增效。

三、研究思路

根據(jù)工業(yè)和信息化部、國(guó)家機(jī)關(guān)事務(wù)管理局、國(guó)家能源局《關(guān)于加強(qiáng)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的指導(dǎo)意見》（工信部聯(lián)節(jié)〔2019〕24號(hào)），新建大型和超大型數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)PUE不高于1.4;力爭(zhēng)通過改造使既有大型、超大型數(shù)據(jù)中心PUE不高于1.8;鼓勵(lì)通過權(quán)威第三方機(jī)構(gòu)對(duì)投產(chǎn)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行綠色測(cè)評(píng)項(xiàng)目實(shí)施條件。

四、節(jié)能技術(shù)

建筑節(jié)能：機(jī)房區(qū)使用硫酸鈣防靜電架空地板，為A級(jí)不可燃建筑材料，承載能力高、防水防潮性能較高、隔音效果顯著、行走感覺舒適，為大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房廣泛使用的環(huán)保材料;為了減少制冷機(jī)房設(shè)備噪聲對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)制冷機(jī)房的墻面及頂棚進(jìn)行一定的吸噪處理，采用穿孔鋁板吸音墻面及吊頂，使噪聲降到規(guī)范允許的范圍內(nèi)。

電源節(jié)能：在數(shù)據(jù)中心一期機(jī)電配套工程中，應(yīng)用了3N 組網(wǎng) UPS 系統(tǒng)、336V高壓直流系統(tǒng)、10KV高壓油機(jī)、高壓水冷機(jī)組等新技術(shù)，同時(shí)應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，減少數(shù)據(jù)中心耗電量。

空調(diào)節(jié)能：機(jī)房樓空調(diào)冷源采用離心式冷水機(jī)組，在冬季充分利用外界自然環(huán)境的冷卻能力，采用冷卻塔通過板換直接將冷凍水降溫，不開啟制冷主機(jī);冷水機(jī)組采用高溫水，空調(diào)冷凍水供回水溫度達(dá)14/19℃，提高冷水機(jī)組能效比，降低機(jī)房的除濕加濕功耗;應(yīng)用多種空調(diào)末端形式，空調(diào)末端布置貼近IT機(jī)柜，就近制冷、冷量按需分配、避免局部熱點(diǎn)、節(jié)省機(jī)房空間，制冷效率高;冷卻塔、冷凍水泵、末端風(fēng)機(jī)等采用變頻設(shè)計(jì)，降低運(yùn)行功耗。

電氣節(jié)能：減小配電導(dǎo)線長(zhǎng)度，線路盡可能走直線，少走彎路，以減少導(dǎo)線; 選用高效節(jié)能燈具及附件以提高光效，采用高效電子鎮(zhèn)流器，使功率因數(shù)不小于0.95。 根據(jù)機(jī)房設(shè)備排布，分區(qū)域進(jìn)行照明燈具的配置，建議照明燈具列架安裝，并根據(jù)機(jī)房照度及走線架設(shè)置要求，在設(shè)備就近頂端安裝照明燈具，設(shè)置智能照明系統(tǒng)。

五、集中式冷凝器改造

本次改造采用冷凝器整體更換，改造方案的出發(fā)點(diǎn)包括：1.有效降低冷凝壓力和室外機(jī)噪音，消除高壓告警的問題;（需選配噴淋）2.降低風(fēng)機(jī)能耗，提升換熱效率，達(dá)到節(jié)能效果。

1.集中式冷凝器的特點(diǎn)

節(jié)省占地面積：相同進(jìn)風(fēng)溫度，LVC冷凝器相比LSF通用平面型冷凝器占地面積小58%～65%，節(jié)省將近 2/3 占地面積;節(jié)能： 節(jié)能模式整機(jī)功率比普通模式最大低0.7kW，節(jié)能模式能效比EER比普通模式最大高0.27，EC風(fēng)機(jī)比AC風(fēng)機(jī)節(jié)能15～54%;增大冷凝器熱交換面積后，冷凝壓力降低，壓縮機(jī)出力減小。

2.有效解決熱島效應(yīng)

有效解決高壓告警問題：噴淋配件有效解決高壓告警問題，開噴淋室外機(jī)壓力比不開噴淋低1.7～3.2bar（1bar=1公斤）;室外噪音：開噴淋比不開噴淋低4～12分貝，采用VSC變頻調(diào)速器，解決了風(fēng)機(jī)低速運(yùn)行產(chǎn)生的低頻音;創(chuàng)新的V型盤管設(shè)計(jì)：創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專利，全新“V”型設(shè)計(jì)冷凝器比傳統(tǒng)“一”型LSF冷凝器最高節(jié)省70% 的占地面積，提高室外面積使用率。

3.全新的雙系統(tǒng)獨(dú)立控制設(shè)計(jì)，獨(dú)立運(yùn)行、互不干擾

全新的噴淋設(shè)計(jì)方案：每臺(tái)冷凝器有單獨(dú)的泵噴淋系統(tǒng)，獨(dú)立運(yùn)行，每臺(tái)冷凝器單個(gè)系統(tǒng)也能獨(dú)立運(yùn)行噴淋功能。（需選配）冷媒灌注量節(jié)省25～32%，方便維護(hù)：側(cè)面設(shè)置沖水孔，非常方便清除室外盤管被灰塵或柳絮堵塞的特殊設(shè)計(jì)。

結(jié)論

數(shù)據(jù)中心機(jī)房中許多設(shè)備及元件對(duì)于溫度的要求都相對(duì)較高，而以往數(shù)據(jù)中心機(jī)房在通風(fēng)制冷方面存在著一定的不足，常會(huì)導(dǎo)致局部過熱問題的出現(xiàn)，同時(shí)在能耗控制方面也并不理想，采取有效措施加強(qiáng)數(shù)據(jù)中心機(jī)房的節(jié)能減排效率，改善數(shù)據(jù)中心通風(fēng)制冷精確性與有效性，并保障數(shù)據(jù)中心設(shè)備的良好運(yùn)行具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)

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