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浅析中小型数据中心机房降低能耗的方法

更新时间:2023-02-23   点击次数:281次
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定201801
摘要:随着我国互联网以及计算机技术的不断发展,相关网络业务量呈现快速增长的态势。其中,作为承载网络业务量的重要物理载体,数据中心机房的能耗问题成为制约其发展的关键因素。对于中小型数据中心机房而言,其不仅需要负责业务的传输任务,而且对于相关网络服务运营的可靠性有着更为严格的要求。与此同时,随着中小型数据中心机房兴建的规模与数量逐步提升,内部相关设备的数量以及其所存储的数据体越来越大,从而导致热源增多,给运营维护以及数据中心建设部门提出了新的挑战。鉴于此,本文将对中小型数据中心机房降低能耗的方法进行研究。
关键词:中小型数据中心;机房;降低能耗;方法
1中小型数据中心机房降低能耗的基本意义
1.1显著降低数据中心机房运营支出
    在计算数据中心机房运营支出过程中发现,通风以及制冷等设备的运营成本占总体成本支出的比重较高。通常来讲,数据中心机房在运营过程中,对于机房中的温度有着比较严格的定义,所以需要通风以及制冷设备长时间的工作来保证温度在合理范围之中,从而导致相关运营支出增加。然而,对于传统数据中心机房而言,通风与制冷设备的管理模式没有达到精细化管理的要求,粗放式管理模式更为常见,并且不仅达不到良好的制冷效果,而且会导致局部温度出现上升,上述问题均会引发数据中心机房运营以及维护支出的逐步上升,进而为企业增加了一定的经济负担。随着现代化节能技术的应运而生,其不仅可以完成数据中心的降温工作,而且在降温的正确性以及针对性方面有着很大的提升,从而有助于在提升制冷与通风效率的同时,降低能源的消耗,进而有效的降低企业运营中小型数据中心的运营支出。
1.2能够保障数据中心机房设备的运行效率
    交换机、服务器以及存储设备等是中小型数据中心机房中的主要组成部分,并且相关设备的性能会随着机房内温度的上升而显著下降,从而对数据中心机房的运转效率有着很大的负面作用,并且随着机房内部温度的逐步提升,甚至会导致相关设备出现损坏,从而影响其工作年限。因此,随着新型节能技术的逐步应用,可以更加正确控制数据中心机房内部的温度以及气流,从而有效的将温度保持在合适的范围当中,避免过热问题的出现,从而在降低机房能耗的同时,有助于提升数据中心机房设备的运行效率。
2中小型数据中心机房降低能耗的具体方法
2.1空调系统节能改造
    在对空调系统节能改造过程中,需要首先了解与掌握中小型数据中心机房的运营特点,从而有助于制定更为科学合理的改造方案。其中,在改造空调系统时,应对机房的负荷特点进行细致的研究,以便更有效的对节能改造方案进行评估,使其更具性价比。此外,鉴于数据中心机房中相关电子设备较多,所以对空调的环境控制有着更为严格的要求,即:(1)对机房内的温湿度以及洁净度有着更严格的要求。为了给数据中心机房中的相关电子设备营造更加安全、可靠的环境,需要确保机房内部的温度、湿度以及洁净度等应满足电子产品工作的要求。(2)机房内部电子设备摆放位置较为密集,在一定程度上提升了发热密度,并且其始终处于工作状态,所以要求机房内的冷负荷应保持相对不变的状态,因此全年供冷就显得十分重要。此外,数据中心机房具有较高的显热比。对于数据中心机房而言,其通常具有良好的结构密闭性,并且由于人员在机房内部活动有限,导致显热比有着显著提升,所以机房空调主要的工作目的便是制冷降温。在全面了解数据中心机房的负荷特点之后,还应积极掌握当地的有关气象数据,以便对自然冷源的节能性进行对比分析。对于冬季温度较低的区域而言,可在冬季充分利用自然冷源来对机房温度进行调节,而在自然冷源有限的区域当中,可通过设备本身的换热以及控制工作效率来实现节能改造的目的。
    待分析节能改造项目的实际特点后,便需要开始认真选择各类空调系统节能改造方案。其中,室内、水侧与风侧是不同节能技术主要的关注点。对于风侧改造而言,其主要具有热管换热器接入、风冷式机组接入以及新风直接引入等技术形式。新风直接引入在引用自然冷源时有着较高的效率,但为了避免机房进行沙尘等颗粒,需要采用积极的措施来对控制进行过滤。风冷式机组在技术方面更为成熟,其通过室内冷凝器与室外空冷蒸发器来进行冷量的传输,但是存在室外蒸发器侧排热容易堆积的问题。热管换热器接入机组尽管换热效率低于新风直接引入,但是其可以显著降低系统的能耗,具有不错的应用前景。
2.2机房类型及建立相互隔离的冷热通道方法
    对于传统数据中心机房的设计而言,其区域划分通常按设备类型以及机房间的实际用途进行划分。即一类按照主机房和工作区机房进行划分,另一类则是按照主次区进行划分。此外,假设不可将主次机房进行区分,则需要采用物理隔离的方式来讲两个机房进行分割,并且保持彼此之间难以进行通风。另外,对于主机房而言,其通常需要设置较多能耗大以及功率大的设备,并且考虑未来机房的发展,应规定机柜类型在主机房应统一设置,而且为了建立有效的冷通道,机柜应按照背对背、面对面的规则进行摆放,确保冷通道彼此之间的间距应大于2米,从而有效保证冷气温度可以长时间留存于机房当中,达到降低能耗的目的。
2.3合理的提高机房温度节约能源
    随着科学技术水平的不断提升,目前电子设备的可靠性与稳定性有着大幅度的提升,并且通常机房中的电子设备可以在10℃~30℃之间保持稳定的工作状态。与此同时,为了避免静电对设备的运行产生干扰,通常需要将机房的湿度控制在50%左右。由此可见,空调的送风温度可以适当提升,确保其在相关电子设备的安全工作范围即可,并且空调温度每提升1℃,则可节约2.5%的用电支出,而且会显著提升空调系统的制冷能力。因此,以满足机房内相关设备的工作状态为前提,适当提升空调系统送风温度可以有效的降低能耗需求。
3安科瑞能耗统计分析(能源管理)解决方案
3.1概述
    建立高效的能耗监测管理系统,对建筑各类耗能设备能耗数据进行实时测量,对采集数据进行统计和分析。能够合理的确定各区域建筑能耗经济指标及绩效考核指标,发现能源使用规律和能源浪费情况,提高人员主动节能的意识。
    ① 搭建数据中心智慧能源管理系统的基本框架,对各个用能环节进行实时监测;
    ② 排碳数据化:通过系统可实现建筑单位内人均能耗分析(包括水、电、能量),实现低碳办公数据化;
    ③ 区域能效比:实现建筑单位内区域能耗对比,方便能耗考核;
    ④ 同期能效比:实现同年、同期、同一区域能耗对比,方便节能数据分析;
    ⑤ 能耗评估管理:按照能源消耗定额标准约束值、标准值、引导值进行分析单位面积能耗和人均能耗指标;
    ⑥ 能耗竞争排名:各个功能区能耗对比,实现能耗排名,增强工作人员的节能意识;
    ⑦ 对能耗的使用数据进行综合的分析、统计、打印和查询等功能,并根据能耗监测管理系统的需要可选择不同样式报表的打印。为能耗运营管理部门提供可靠的依据;
    ⑧ 能耗数据采集,随时查询,并根据采集数据进行统计分析,监测异常能源用量,对能源智能仪表故障进行报警,提高系统信息化、自动化水平。
3.2平台部署硬件选型
4结束语
    由此可见,为了中小型数据中心机房可以稳定、长期的运转,降低中小型数据中心能耗支出成本,需要在中小型数据中心设计与规划过程中采用采用合理的气流组织设计、绿色节能的机房产品,并采用先进的方法来对机房运行的能耗进行控制。这不仅有助于提升中小型数据中心机房运行的经济性和实用性,而且对于中小型数据中心机房未来的发展规划有着积极的意义。
【参考文献】
[1]徐琛.中小型数据中心机房降低能耗的方法研究.航天科工广信智能技术有限公司,浙江杭州310015
[2]陈龙泉,王欢.基于基站机房的能耗数据采集与分析[J].计测技术,2016,(4):5-10.
[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.5版.


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