綠色數(shù)據(jù)中心機(jī)房建設(shè)策略探討

馮志新

（廣西通信規(guī)劃設(shè)計(jì)咨詢有限公司 廣西南寧 530004）

一、綠色數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心是一個(gè)聚集了大量服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等IT設(shè)備的場(chǎng)所，是企業(yè)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)資源進(jìn)行集中、集成、共享、分析的場(chǎng)地。何謂綠色數(shù)據(jù)中心目前還沒有一個(gè)統(tǒng)一的定義，一般是指一個(gè)符合綠色節(jié)能要求的數(shù)據(jù)中心，綠色數(shù)據(jù)中心機(jī)房中的IT系統(tǒng)、機(jī)械、照明和電氣等系統(tǒng)能取得最大化的能源效率和最小化的環(huán)境影響，同時(shí)較多地應(yīng)用先進(jìn)、高效的節(jié)能技術(shù)[1]。

二、綠色數(shù)據(jù)中心機(jī)房建設(shè)

（一）原有數(shù)據(jù)中心機(jī)房節(jié)能改造方案

（1）節(jié)能改造原理

①精確上送風(fēng)技術(shù)原理

精確上送風(fēng)的技術(shù)原理是“僅冷卻設(shè)備、不冷卻環(huán)境”，改變了傳統(tǒng)的“先冷環(huán)境、再冷設(shè)備”的方式。精確上送風(fēng)節(jié)能技術(shù)采用管道上送風(fēng)方式，通過改造送風(fēng)管道，將空調(diào)冷風(fēng)通過分支風(fēng)管直接輸送至每個(gè)機(jī)柜，機(jī)房其他空間不需要進(jìn)行制冷，從而達(dá)到冷氣最大利用效率，同時(shí)通過風(fēng)道調(diào)節(jié)閥門，可以根據(jù)每個(gè)機(jī)柜的制冷量需求實(shí)現(xiàn)變風(fēng)量精確送風(fēng)。

②精確上送風(fēng)技術(shù)節(jié)能原理

精確送風(fēng)技術(shù)不考慮冷卻機(jī)房環(huán)境，而是僅冷卻設(shè)備。一方面，采用管道系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)冷熱氣流的高效隔離，減少冷熱氣流混合導(dǎo)致的制冷損耗，提高機(jī)房空調(diào)冷氣利用率；另一方面，由于空調(diào)僅對(duì)機(jī)房機(jī)架進(jìn)行直接制冷，無需對(duì)機(jī)房空間環(huán)境進(jìn)行制冷，從而節(jié)約了制冷空間環(huán)境的能耗[2]。

（2）精確送風(fēng)節(jié)能改造實(shí)施建議

①精確送風(fēng)改造應(yīng)注意消防問題，精確送風(fēng)改造應(yīng)選擇阻燃材料，同時(shí)，風(fēng)管改造不應(yīng)影響機(jī)房消防管道及氣體噴淋系統(tǒng)。②精確送風(fēng)改造需要拆卸原有機(jī)柜前門，換成全封閉送風(fēng)罩，改造前后機(jī)柜內(nèi)外溫差較大，應(yīng)做必要的材料保溫處理，避免結(jié)露。③精確送風(fēng)改造應(yīng)同時(shí)配套其他氣流組織改良措施。④精確送風(fēng)改造應(yīng)因地制宜，合理控制成本投資，避免造成投資回收期過長。

（二）新建數(shù)據(jù)中心機(jī)房節(jié)能措施探討

（1）建筑節(jié)能措施

①數(shù)據(jù)中心機(jī)房選址及設(shè)置

a.數(shù)據(jù)中心機(jī)房規(guī)劃建在大樓的二、三、四層，盡量靠近空調(diào)和電力室。b.機(jī)房規(guī)劃在建筑物的背陰面，以減少太陽光的輻射所產(chǎn)生的熱量傳入。c.主機(jī)房區(qū)域的主體結(jié)構(gòu)規(guī)劃為大開間大跨度的柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

②建筑節(jié)能措施

a.機(jī)房盡量規(guī)劃為方正矩形，提高機(jī)房利用率，減少面積浪費(fèi)。b.機(jī)房減少數(shù)據(jù)的窗墻比，盡量不設(shè)窗戶，必需的門窗采用密封處理。c.機(jī)房墻體采取保溫、隔熱、防潮等處理措施。d.對(duì)安裝空調(diào)設(shè)備的機(jī)房墻體隔熱，門窗和孔洞進(jìn)行嚴(yán)密封堵，在安裝地板下送風(fēng)空調(diào)設(shè)備的機(jī)房地面上鋪設(shè)阻燃的保溫隔熱材料。

③總體規(guī)劃布局

a.總體規(guī)劃布局需要綜合考慮市電引入、電力室設(shè)置、消防、用戶服務(wù)器區(qū)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備區(qū)、VIP區(qū)以及門禁系統(tǒng)等各個(gè)系統(tǒng)區(qū)域設(shè)置，同時(shí)機(jī)房需要考慮方便后期擴(kuò)展等因素。

b.機(jī)房應(yīng)該設(shè)置普通服務(wù)器區(qū)、高密服務(wù)器區(qū)，其中高密服務(wù)器區(qū)每機(jī)架功耗可能高達(dá)6KW以上，須采用機(jī)架下送風(fēng)技術(shù)和冷熱通道隔離技術(shù)。

c.設(shè)備背靠背排列，形成冷風(fēng)、熱風(fēng)循環(huán)通道，機(jī)柜內(nèi)空余部分安裝導(dǎo)流盲板，避免冷熱風(fēng)混合，影響制冷效果。

d.機(jī)房走線架整齊、整潔，電力電纜、信號(hào)電纜、尾纖槽道等分開、分層設(shè)置。走線架設(shè)置應(yīng)該使得整個(gè)機(jī)房線纜最短。

（2）電氣節(jié)能措施

①市電引入

a.高低壓配電室、變壓器室及電力電池室貼近負(fù)荷中心的布局，供電距離最短。b.發(fā)電機(jī)組、變壓器選用低損耗、節(jié)能環(huán)保、具有抗諧波能力及較高過載能力的產(chǎn)品。c.10kV電源主接線采用單母線分段方式，正常情況下，母聯(lián)斷路器斷開運(yùn)行。

②設(shè)備供電

a.推廣高壓直流供電系統(tǒng)，擴(kuò)大高壓直流供電系統(tǒng)使用規(guī)模。b.UPS供電系統(tǒng)采用模塊化UPS單元。c.低壓配電柜、UPS設(shè)備、列頭柜等盡可能靠近負(fù)荷，最大限度的減少交流母線的電力傳輸損耗。d.設(shè)備引電時(shí)避免UPS長期低負(fù)荷運(yùn)行，盡量使UPS工作在效率較高的水平上，減少無功損耗，盡可能使系統(tǒng)工作在最佳工況。

③照明系統(tǒng)

a.采用高效率節(jié)能燈具和配件，使用細(xì)管熒光燈和緊湊型熒光燈。b.使用先進(jìn)的燈具控制方案，合理選擇照明線路，盡量減少電纜長度。c.非機(jī)房區(qū)域，應(yīng)該充分利用天然光。

（3）空調(diào)節(jié)能措施

①新建數(shù)據(jù)中心機(jī)樓采用中央冷凍水空調(diào)系統(tǒng)，同時(shí)盡量加大冷凍水供回水溫差，并考慮主機(jī)、水泵等的備份，避免單點(diǎn)故障，提高機(jī)房安全性。②通過限定能效比等技術(shù)參數(shù)，選用低噪高效風(fēng)機(jī)，提高空調(diào)系統(tǒng)的效率。③冬季可利用室外冷卻塔作為冷源，通過熱交換器對(duì)空調(diào)冷凍水進(jìn)行降溫。④冷凍水管和室外冷卻水管應(yīng)設(shè)置保溫層，降低冷量損失。

（4）設(shè)備節(jié)能措施

①設(shè)備節(jié)能主要從設(shè)備的采購選型環(huán)節(jié)加大管控力度，嚴(yán)格杜絕高能耗低性能設(shè)備，將能耗指標(biāo)作為采購選型的重要考核指標(biāo)。

②應(yīng)根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求及擴(kuò)容規(guī)模合理選用服務(wù)器、存儲(chǔ)類設(shè)備，切忌盲目追求高檔設(shè)備，避免服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷過低。

③新增服務(wù)器建議盡量選用刀片服務(wù)器，刀片服務(wù)器應(yīng)考慮具有良好擴(kuò)展性和穩(wěn)定性。宜優(yōu)先選用采用了最新節(jié)能技術(shù)（如CPU動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)技術(shù)等節(jié)能技術(shù)）的服務(wù)器[3]。

三、結(jié)束語

隨著各電信運(yùn)營商數(shù)據(jù)中心數(shù)量和規(guī)模的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的能耗成本問題開始成為各電信運(yùn)營商的巨大負(fù)擔(dān)。本文介紹了運(yùn)營商現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心節(jié)能改造技術(shù)方案并從多專業(yè)角度詳細(xì)探討了新建綠色節(jié)能型數(shù)據(jù)中心所采取的各項(xiàng)節(jié)能措施，對(duì)電信運(yùn)營商建設(shè)數(shù)據(jù)中心機(jī)房具有一定借鑒意義。