数据中心节能关键技术研究自测

数据中心节能方案分析

数据中心节能方案分析 数据中心的能耗问题已越来越成为人们所关注，绿色数据中心的呼声越来越高。由于数据中心涉及的专业很多，研究者往往只从本专业出发，而没有考虑与其他专业的配合问题。随着信息技术的发展，数据中心的节能手段也在不断的更新和提高，目前主要使用的节能手段有以下几个方面。 1.1冷热通道隔离技术 经过多年的实践和理论证明，在一个设计不合理的数据中心内，60%的空调机冷送风由于气流组织的不合理而被浪费了。传统的开放式热通道结构数据中心面临着两大气流管理难题：冷热空气相混合现象和空调冷送风的浪费现象。这两种现象大大降低了空调制冷的效率。其中，冷热空气相混合现象指的是由设备产生的热空气和空调机的冷送风相混合从而提高了设备的进风温度；空调冷送风的浪费现象则指的是从空调机的冷送风并未进入设备,并对设备冷却而直接回流到空调机的现象。冷热空气混合现象也是导致数据中心温度不一致的主要原因，并且这种现象也大大降低了数据中心空调的制冷效率和制冷能力。如何解决这两种现象，其实最简单的方式就是机柜面对面摆放形成冷风通道，背靠背摆放形成热风通道，这样会有效的降低冷热空气混流，减低空调使用效率。如下图所示： 冷热通道完全隔离 隔离冷通道或者隔离热通道哪种方式更好呢？这两种方式都将空调的冷送风和热回风隔离开来，并使空调机回风温度提高以此来提高空调的制冷效率，区别主要是可扩展性，散热管理和工作环境的适宜性。 隔离冷通道的可扩展性主要是受地板下送风和如何将地板下冷风送入多个隔离冷通道的制约。很多人认为只要当空调机的出风量能满足设备的散热风量即可，但是他们忽略了高架地板下冷送风对于多个隔离通道的压力降和空间的限制。相反的隔离热通道则是使用整个数据中心作为冷风区域来解决这个问题，正因为这样扩大冷通道的空间。隔离热通道相比于隔离冷通道有着更多空调冗余性能，多出的热通道空间将会在空调系统出现故障时能多出几分钟的宝贵维修时间。而且随着服务器设备的散热能力的提高，服务器所需的散热风量将会大大的减少。现在很多服务器的热风的出风温度可到达到55℃。隔离冷通道的未被隔离部分空

数据中心节能方案

数据中心的制冷系统节能方案 对于数据中心，制冷系统通常按照其满负载，高室外温度的最恶劣情况进行设计。当数据中心负载较少且室外凉爽时，系统必须降低功率以减少向数据中心供冷。然而，制冷机组的各种装置在这种情况下利用相当不充分并且工作效率极低。为了提高在这种情况下的工作效率，制冷装置经过改进，配置了变频调速驱动、分级控制或者其他功能。但是，仍然非常耗能。于是，工程师开始利用他们的知识与智慧，想法设法降低数据中心电力消耗，由此节能冷却模式应运而生。今天，我们就对数据中心的几种节能冷却模式进行一下总结。 做过数据中心的暖通工程师在听到节能冷却模式的时候，首先想到的应该就是“风侧节能冷却”和“水侧节能冷却”，这两个术语常被用来形容包含节能制冷模式的制冷系统。本期重点讨论风侧节能冷却模式。 1．直接风侧节能冷却模式 当室外空气条件在设定值范围内时，直接风侧节能冷却模式利用风机和百叶从室外经过过滤器抽取冷风直接送入数据中心。百叶和风阀可以控制热风排到室外的风量以及与数据中心送风的混合风量以保持环境设定温度。在与蒸发辅助一起使用时，室外空气在进入数据中心前需要先穿过潮湿的网状介质，在一些干燥地区，蒸发辅助可以使温度降低高达十几摄氏度，充分延长节能冷却模式的可用时间。

需要注意的是，这种类型的节能冷却模式在结合蒸发辅助使用时会增加数据中心的湿度，因为直接送入数据中心的新风会先经过蒸发环节。所以蒸发辅助在干燥气候环境下优势最大。如果是较为潮湿的天气环境，则应结合投资回报率评估是否使用蒸发辅助，因此所额外消耗掉的能源可能会抵消节能冷却模式所节能的能源，得不偿失。另外，此种的节能模式尽管送风已经经过过滤，但是并不能完全消除微粒，比如防止烟雾和化学气体，进入数据中心。 2．间接风侧节能冷却模式 当室外空气条件在设定值范围内时，间接风侧节能冷却模式利用室外空气间接为数据中心制冷。板换热交换器、热轮换热器和热管是三种常见的隔离技术，可隔离室外湿度的影响并防止室外污染物进入IT 空间。在这三种技术中，板换热交换器在数据中心中的应用最为普遍。 基于空气热交换器的间接节能冷却方法使用风机将室外冷风吹到一组板换或盘管上面，冷却穿过板换或盘管的数据中心内的热空气，将数据中心内的空气与室外空气完全隔离。这种类型的节能冷却模式也可以与蒸发辅助结合使用，向板换或盘管的外表面喷水以便进一步降低室外空气的温度，从而冷却数据中心内的热回风。与直接新风节能冷却模式不同，蒸发辅助不会增加IT 空间内的湿度，但需要补充少量新风。

数据中心节能方案分析

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数据中心节能方案分析 数据中心的能耗问题已越来越成为人们所关注，绿色数据中心的呼声越来越高。由于数据中心涉及的专业很多，研究者往往只从本专业出发，而没有考虑与其他专业的配合问题。随着信息技术的发展，数据中心的节能手段也在不断的更新和提高，目前主要使用的节能手段有以下几个方面。 冷热通道隔离技术 经过多年的实践和理论证明，在一个设计不合理的数据中心内，60%的空调机冷送风由于气流组织的不合理而被浪费了。传统的开放式热通道结构数据中心面临着两大气流管理难题：冷热空气相混合现象和空调冷送风的浪费现象。这两种现象大大降低了空调制冷的效率。其中，冷热空气相混合现象指的是由设备产生的热空气和空调机的冷送风相混合从而提高了设备的进风温度；空调冷送风的浪费现象则指的是从空调机的冷送风并未进入设备,并对设备冷却而直接回流到空调机的现象。冷热空气混合现象也是导致数据中心温度不一致的主要原因，并且这种现象也大大降低了数据中心空调的制冷效率和制冷能力。如何解决这两种现象，其实最简单的方式就是机柜面对面摆放形成冷风通道，背靠背摆放形成热风通道，这样会有效的降低冷热空气混流，减低空调使用效率。如下图所示： 冷热通道完全隔离隔离冷通道或者隔离热通道哪种方式更好呢？这两种方式都将空调的冷送风和热回风隔离开来，并使空调机回风温度提高以此来提高空调的制冷效率，区别主要是可扩展性，散热管理和工作环境的适宜性。隔离冷通道的可扩展性主要是受地板下送风和如何将地板下冷风送入多个隔离冷通道的制约。很多人认为只要当空调机的出风量能满足设备的散热风量即可，但是他们忽略了高架地板下冷送风对于多个隔离通道的压力降和空间的限制。相反的隔离热通道则是使用整个数据中心作为冷风区域来解决这个问题，正因为这样扩大冷通道的空间。隔离热通道相比于隔离冷通道有着更多空调冗余性能，多出的热通道空间将会在空调系统出现故障时能多出几分钟的宝贵维修时间。而且随着服务器设备的散热能力的提高，服务器所需的散热风量将会大大的减少。现在很多服务器的热风的出风温度可到达到55℃。隔离冷通道的未被隔离部分空间的温度将会比传统数据中心大大的提高，这将增加了数据中心工作人员的舒适度和减少数据中心其他设备的使用寿命。

数据中心能效研究报告

中国数据中心能效研究 报告

前言 数据中心是我国实现经济转型升级的重要基础设施，提供的巨大 数据处理能力是国家战略资源，是实现智能制造、互联网+、物联网、云计算、大数据等技术和应用的基础保障，同时因其巨大的能源消耗和对环境的影响使绿色数据中心成为中国制造2025 中绿色制造中的重点领域。数据中心在我国未来一段时期内将持续快速发展，同时需进行有效管理实现其低碳绿色可持续发展。 数据中心是提供数据计算、存储、交换等资源的服务和其他应用 服务的电子信息基础设施，具备以下特点和作用： 1）是支撑经济转型的重要电子信息基础设施和服务平台 数据中心是提供大规模数据交换、计算、存储等功能的核心基础设施，是满足大规模数字化、网络化、虚拟化和智能化需求的核心节点，是政务、金融、商务、制造、科研和民生服务等活动开展的重要保障。因此数据中心是我国开展经济转型的关键配套和支撑基础设施和服务平台。 2）是支持科技发展和创新的重要载体 数据中心是提供计算等能力的资源池。智能制造、物联网、云计算、大数据等新兴技术和应用以及科学研究等方面的发展和创新都需要以海量数据处理为基础，需要大量调用计算资源开展。数据中心的

核心任务之一就是承载该方面的需求。 3）是信息安全的关键节点 数据中心作为海量数据集中处理的物理设施和平台，由于其在信息链路中的核心作用必然成为信息安全的关键节点。数据中心的安全除信息安全技术领域外还包括计算机机房的物理环境安全。IT 系统无法规避由于运行环境不能满足要求而导致的功能丧失。 4）是节能重点对象 数据中心耗能巨大，对资源需求多样。根据美国能源局的统计数据中心的年耗电量已经占美国年发电量的 1.5%，据估算我国数据中心的年耗电量占比与美国基本相当，已经达到三峡的年发电量。依据对我国全国范围内7000 多家数据的耗电量的调研，不考虑规模前提下，数据中心单体年均耗电量超过一百万度。数据中心在大量耗电的同时也消耗大量水等其他资源。 在新常态下我国的数据中心领域的发展存在着挑战又有着机遇。从人类社会经济的总体发展历程来看经历了从农耕经济到工业制造经济到技术经济再到信息经济的基本过程。在以德日为代表的技术经济受到美国为代表的信息经济的巨大挑战后，如何加强信息化和工业化的深度融合，使信息经济红利可以反哺回制造业等实体经济，这是我国乃至世界范围内共同面临的课题。我国也明确提出了中国制造

数据中心工程中暖通系统节能措施的分析与研究

数据中心工程中暖通系统节能措施的分析与研究 摘要：随着中国经济的迅速崛起，信息化、网络化的时代快速到来，数据中心 的规模越来越大、服务器的发热密度越来越高，与之伴随的则是能源消耗的陡然 升高。概述了目前数据中心工程设计时主要的暖通系统，逐一分析目前采用较多 的节能措施特点、应用条件等，讨论了一些应用较少或较新的节能措施。 关键词：数据中心；发热密度；节能措施 一、引言 随着中国经济的迅速崛起，信息化、网络化的时代快速到来，作为信息化的 基础设施，数据中心的规模越来越大、且服务器的发热密度越来越高，与之伴随 的则是能源消耗的陡然升高，节能变得刻不容缓，从IT设备自身对周围环境的要 求出发，制定一个系统的、有针对性的、安全的、节能的暖通空调系统方案成为 暖通专业设计人员的主要目标。在2006年以前，单个数据中心的规模还很小， 大多数均在2000m2以下，且单机柜发热密度也很小，采用的冷却方式一般为直 膨式的机房专用精密空调，其特点是控制精度高，在寒冷地区能全年运行，使用 寿命较一般舒适型空调长，但价格昂贵。2006年后，数据中心的规模越来越大，单个数据中心的面积达到上万平方米，如果还按照机房专用精密空调作为冷却方式，评价其节能效果的重要指标PUE(Power Usage Effectiveness)至少在2.0以上。 所以，这种冷却方式在规模较大的数据中心中会使得整个运行过程的电费大 幅升高。针对这种情况，目前的普遍做法是用冷冻水系统代替直膨式精密空调， 以冷冻水系统(一次泵或二次泵均可)作为基础，针对不同的气候参数、可利用场地、平面布局等条件又细分为多种形式，例如冷源可以是风冷冷水机组，也可以 是水冷冷水机组；空调末端可以是精密空调也可以采用组合式空调，且组合式空 调还可以采用热回收式机组等。本文主要从节能的角度出发，重点阐述可行的节 能措施，针对具体工程，可根据实际情况选取合理的节能措施形成一个完整的、 有针对性的空调系统。 二、数据中心机房环境要求 数据中心主要是给服务器、存储等设备提供一定的运行环境，服务器等设备 均是处于全年不间断运行中，对于运行环境要求非常，涉及温度、湿度和空气洁 净度。一般机房机柜区域或冷通道温度设置在24℃左右，湿度40%到65%，空气 洁净度要求每立方空气中大于或等于0.5μm的悬浮粒子数少于1760000粒，如果 空气中存在的硫化物、氮氧化物以及腐蚀性气体也会对于服务器等设备产生非常 大的伤害。 相关统计数据显示，数据中心每年每平方英尺能源成本是普通办公室的十倍，其中暖通系统能耗最大，可见暖通系统能耗的严重性。导致数据中心暖通系统能 耗高的因素有很多。首先，从新风处理角度来看。一些数据中心建设中，忽视了 对自然因素的利用，不能新风处理能耗大，且处理效果不理想，导致新风处理过 程中能耗问题突出。此外，一些数据中心规模扩大、设备增多，却没有合组织气流，结果造成冷风与服务器的热风混在一起，严重制约了暖通系统功能发挥，导 致能耗严重，更给设备运行造成了不利影响。另一方面，一些数据中心缺乏相应 管理制度，没有设置隔离门，造成数据中心与外界空气环境交换过于频繁，导致 数据中心内部湿度、温度与实际需求偏差较大，就会加大暖通系统整体能耗，更

数据中心八大节能八个步骤

数据中心八大节能八个步骤 现有的节能技术大都没有顾及电力需求增长的主要因素，只考虑如何降低整体能耗成本。企业为数据中心节省能源同时提高效率，其实还有更有效的办法。只要实现高效存储数据，减少机器及磁盘数量，就能解决急速增长的能源消耗问题。这个策略不仅可以减少系统的复杂性，降低成本，还可以改善网络效率和性能表现，从而对新的业务需求能做出更好的反应。 1. 整合服务器和存储系统 服务器本身已消耗了数据中心的一半能源，而存储系统是另一大能源消耗者。事实上，窗口数据的大幅增长，导致了窗口档案服务器和直接附加存储系统的数目急增。因此，只需设立一个存储网络，整合服务器和存储系统，减少设备数量，数据中心的可用能源就能迅速增加，从而提高能源效益。 2. 选用高容量磁盘驱动器 典型的SATA磁盘驱动器，与相同容量的光纤通道(Fibre Channel) 磁盘驱动器相比，可以节省大约一半的能源。同时，它们可以提供最高的磁盘驱动器可用存储密度，进一步降低能源消耗。一些具有磁盘修复及数据保护技术的SATA磁盘正日趋流行，成为很多企业应用的理想选择。 3. 减少磁盘驱动器数量，防止磁盘故障 SATA磁盘驱动器的数据存储量比光纤通道主磁盘驱动器多，但我们不能因此而忽略了数据可靠性。当前流行的双区间(Dual-parity) RAID-DP,能够提供更高的存储利用率和错误容忍度，可同时修复两个故障磁盘驱动器的数据。 4. 将数据转移到更高效的存储系统 为确保最有效地使用存储资源，可以把数据转移到次存储系统以减低主存储的负荷。一个完善的信息服务器能自动把存取率较低的数据，自动由主存储器转移到存储效益较高的次存储系统去。 5. 提高利用率 据业内估计，存储利用率只有25%-40%,即大约有60%-75% 的存储容量还没有被使用，却在不停地消耗能源。市场上有些方案能有效解决这个问题，通过共享存储，让所有磁盘都可以存取数据，平均存储利用率可高达60%。 6. 单方案多应用 只要掌握了数据备份的窍门，就能大幅节省存储空间。第一，只存储变更的数据。第二，用数据备份实现多个不同应用，以降低对特定存储系统的依赖，同时将后备系统用于验证及异步灾难恢复，减少特定存储系统的数量，节省更多能源。第三，重复数据删除技术(Deduplication) 可以避免对存储于主磁盘阵列的多余数据进行重复备份，缓解增加次存储容量的需求。

数据中心机房节能简析

数据中心机房节能简析 贾骏 吕捷 王众彪 工业和信息化部电信研究院 邮电工业产品质量监督检验中心 摘要：本文阐述了数据中心机房的主要能耗分布情况，并从数据设备、电源系统、空调系统、机房气流组织几个方面介绍了机房降耗的主要方式。 关键词：数据中心 UPS 气流组织 1、数据中心机房概述 数据中心是为集中式收集、存储、处理和发送数据的设备提供运行维护的设施以及相关的服务体系。数据中心提供的主要业务包括主机托管、资源出租、系统维护、管理服务，以及其他支撑、运行服务等。 本文所提到的数据中心机房，是指承载数据中心业务的基础设施，一般由核心业务机房、UPS机房、电池室、空调机房、柴油发电机房等构成。 我国数据中心市场发展迅速，根据赛迪顾问年度报告，2010年中国IDC市场规模达到102.2亿元。我国2005年以来数据中心市场发展的趋势如图1所示。 图1 我国IDC市场发展趋势 2、数据中心机房能耗分布 2010年我国数据中心资源投入占总投入将近30%，维护成本占总投入近15%。[1]2010年我国数据中心运营成本分布如图2所示。

图2 2010年中国IDC公司最高运营成本分析 数据中心机房能耗主要分为服务器/网络设备能耗、制冷能耗、供电系统能耗、照明和其他能耗。根据EYP Mission Critical Facilities所提供的数据，50%的数据中心用电量是被服务器/网络设备所消耗。制冷系统是数据中心内第二大能耗系统，其耗电量占数据中心总耗电量的37%。供电系统占10%，照明和其他占3%。[2] 3、数据设备降耗 数据设备是承载数据中心的业务核心设备，同时也是耗电量所占比例最大的设备。根据亚马逊JamesHamilton的研究，数据中心服务器硬件所消耗的电力的费用约占57%。针对不同规模的数据中心，该费用比例是不同的。2010年我国数据中心规模分布如图3所示。 图3 2010年中国IDC公司的机房服务器数量 服务器是数据中心最为常见的设备。使用高效低能耗的服务器是数据设备降耗的关键所在。Standard Performance Evaluation Corporation(SPEC) 是一个全球性的、权威的第三方应用性能测试组织，它制定了一系列的规范来评定服务器应用性能。可以根据SPEC的测试值评定服务器的效能/能耗，以此作为选购服务器的参考。另一个评定标准是能源之星的服务器标准，符合能源之星标准的服务器要比旧式服务器多出30%的能源效率。 对于网络设备，可以使用TEEER值以及ECR/EER性能能耗比评估法进行节能分析。 4、电源系统降耗

数据中心能耗分析范文

数据中心能耗实例分析 前言：本文着重分析了影响数据中心能耗的因素，从数据中心的空调、UPS、运维等方面对其能耗进行了综合分析。本文认为影响数据中心能耗的关键因素是空调系统，并以2个数据中心的空调系统为例，结合作者在数据中心建设和运维中的经验，提出了数据中心节能的建议。 一、数据中心节能的必要性 近年国内大型数据中心的建设呈现快速增长的趋势，金融、通信、石化、电力等大型国企、政府机构纷纷建设自己的数据中心及灾备中心。随着物联网、云计算及移动互联概念的推出，大批资金投资到商业IDC的建设中。数据中心对电力供应产生了巨大的影响，已经成为一个高耗能的产业。在北京数据中心较集中的几个地区，其电力供应都出现饱和的问题，已无法再支撑新的数据中心。目前某些数据中心移至西北等煤炭基地，利用当地电力供应充足、电价低的优势也不失为一个明智的选择。 随着数据中心的不断变大，绿色节能数据中心已经由概念走向实际。越来越多的数据中心在建设时将PUE值列为一个关键指标，追求更低的PUE值，建设绿色节能数据中心已经成为业内共识。例如，微软公司建在都柏林的数据中心其PUE值为1.25。据最新报道Google公司现在已经有部分数据中心的PUE降低到1.11。而我们国内的PUE平均值基本在1.8~2.0，中小规模机房的PUE值更高，大都在2.5以上。我们在数据中心绿色节能设计方面与国外还存在很大差距，其设计思想及理念非常值得我们借鉴。 根据对国内数据中心的调查统计，对于未采用显著节能措施的数据中心，面积为1000平方米的机房，其每年的用电量基本都在500多万kWH左右。因此对于新建的大型数据中心，节能的必要性十分重要。 从各大数据中心对电力的需求来看，数据中心已经成为重要的高耗能产业而非“无烟工业”，建设绿色、节能的数据中心急需从概念走向实际。 二、影响数据中心能耗的因素 数据中心的能耗问题涉及到多个方面，主要因素当然是空调制冷系统，但UPS、机房装修、照明等因素同样影响着数据中心的能耗，甚至变压器、母线等选型也影响着能耗。例如，对UPS而言，根据IT设备的实际负荷选择合理的UPS 容量，避免因UPS效率过低而产生较大的自身损耗。同时，选择更加节能的高频UPS、优化UPS拓扑结构都可起到节能的效果。 1、UPS对数据中心能耗的影响 UPS主机的自身损耗是影响数据中心能耗的一项重要因素。提高UPS的工作

(完整版)数据机房专用空调能耗评估与分析

数据中心能耗指标 1. PUE PUE ( Power Usage Effectiveness，电能利用效率)是国内外数据中心普遍接受和采用的一 种衡量数据中心基础设施能效的综合指标，其计算公式为： PUE = P Total / P IT 其中，P Total 为数据中心总耗电，P IT 为数据中心中IT 设备耗电。 PUE 的实际含义，指的是计算在提供给数据中心的总电能中，有多少电能是真正应用到 IT 设备上。数据中心机房的PUE 值越大，则表示制冷和供电等数据中心配套基础设施所消耗的电能越大。2. pPUE pPUE(Partial Power Usage Effectiveness,局部PUE)是数据中心PUE概念的延伸，用于对数据中心的局部区域或设备的能效进行评估和分析。在采用pPUE 指标进行数据中心能效评测时,首先根据需要从数据中心中划分出不同的分区。其计算公式为： pPUE1= (N1+I1) / I1 其中, N1+I1 为1 区的总能耗, I1 为1 区的IT 设备能耗。 局部PUE 用于反映数据中心的部分设备或区域的能效情况,其数值可能大于或小于整体 PUE,要提高整个数据中心的能源效率，一般要首先提升pPUE值较大的部分区域的能效。 3. CLF/PLF CLF( Cooling Load Factor)称为制冷负载系数，PLF( Power Load Factor)称为供电负载系数)。CLF 定义为数据中心中制冷设备耗电与IT 设备耗电的比值；PLF 定义为数据中心中供配电系统耗电与IT 设备耗电的比值。 CLF 和PLF 是PUE 的补充和深化,通过分别计算这两个指标,可以进一步深入分析制冷系统和供配电系统的能源效率。 4. RER RER( Renewable Energy Ratio，可再生能源利用率)是用于衡量数据中心利用可再生能源的情况,以促进太阳能、风能、水能等可再生,无碳排放或极少碳排放的能源利用的指标。 一般情况下, RER 是指在自然界中可以循环再生的能源, 主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。 专用空调系统能耗评估与分析 冷源的效率 能耗分析：

数据中心节能方案分析

数据中心节能方案 分析

数据中心节能方案分析 数据中心的能耗问题已越来越成为人们所关注，绿色数据中心的呼声越来越高。由于数据中心涉及的专业很多，研究者往往只从本专业出发，而没有考虑与其它专业的配合问题。随着信息技术的发展，数据中心的节能手段也在不断的更新和提高，当前主要使用的节能手段有以下几个方面。 1.1冷热通道隔离技术 经过多年的实践和理论证明，在一个设计不合理的数据中心内，60%的空调机冷送风由于气流组织的不合理而被浪费了。传统的开放式热通道结构数据中心面临着两大气流管理难题：冷热空气相混合现象和空调冷送风的浪费现象。这两种现象大大降低了空调制冷的效率。其中，冷热空气相混合现象指的是由设备产生的热空气和空调机的冷送风相混合从而提高了设备的进风温度；空调冷送风的浪费现象则指的是从空调机的冷送风并未进入设备,并对设备冷却而直接回流到空调机的现象。冷热空气混合现象也是导致数据中心温度不一致的主要原因，而且这种现象也大大降低了数据中心空调的制冷效率和制冷能力。如何解决这两种现象，其实最简单的方式就是机柜面对面摆放形成冷风通道，背靠背摆

放形成热风通道，这样会有效的降低冷热空气混流，减低空调使用效率。如下图所示： 冷热通道完全隔离 隔离冷通道或者隔离热通道哪种方式更好呢？这两种方式都将空调的冷送风和热回风隔离开来，并使空调机回风温度提高以此来提高空调的制冷效率，区别主要是可扩展性，散热管理和工作环境的适宜性。 隔离冷通道的可扩展性主要是受地板下送风和如何将地板下冷风送入多个隔离冷通道的制约。很多人认为只要当空调机的出风量能满足设备的散热风量即可，可是她们忽略了高架地板下冷送风对于多个隔离通道的压力降和空间的限制。相反的隔离热通道则是使用整个数据中心作为冷风区域来解决这个问题，正因为这样扩大冷通道的空间。隔离热通道相比于隔离冷通道有着更多空调冗余性能，多出的热通道空间将会在空调系统出现故障时能多出几分钟的宝贵维修时间。而且随着服务器设备的散热能力的提高，服务器所需的散热风量将会大大的减少。现在很多服务器的热风的出风温度可到达到55℃。隔离冷通道的未被隔离部分空间的温度将会比传统数据中心大大的提高，这将增加了数据中心工

数据中心空调系统节能设计分析及方法探究

数据中心空调系统节能设计分析及方法探究 发表时间：2019-08-06T15:46:25.110Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年8期作者：傅永洪 [导读] 空调系统作为保证数据中心的稳定高效运转必不可少的措施，经过专业研究有着极大的节能减排的挖掘余地。 浙江新大新暖通设备有限公司浙江金华 321000 摘要：伴随着大数据时代的到来，我国的数据中心的数量与日俱增。但是数据中心的高能耗问题也成为了我国节能减排工作需要关注的一个重点问题，本文以大型数据中心空调系统作为研究对象，在分析大型数据中心空调系统的设置和特点的基础上，提出具有可实施性的节能措施，进而提高大数据中心空调系统的节能减排和能源利用率。 关键词：数据中心；空调系统；节能；分析研究 一、引言 进入大数据时代，各行各业的发展越来越离不开能够集中处理、存储和交换数据的专业数据中心，因此，各领域的数据中心建设和改造数量越来越多，规模越来越大。可以说我国的数据中心发展迅猛。但是通过系列的调查研究，可以发现我国当前的数据中心年耗电量很大，这也就意味着我国大多数的数据中心的平均电能使用效率（简称PUE=数据中心总能耗 / IT设备能耗）高，这并符合当前节能减排的发展原则。因此，我们需要通过多种形式的策略减少大数据中新的高耗能问题。其中，空调系统作为保证数据中心的稳定高效运转必不可少的措施，经过专业研究有着极大的节能减排的挖掘余地。 二、数据中心空调系统的组成 数据中心空调系统主要有制冷系统、散热系统及降温辅助系统三部分组成。 （一）制冷系统 主要是冷水机组，制冷系统的工作原理是通过转变制冷剂的高压、低压的形态，利用空气的流动性，迫使数据中心机房内部的热量流出室内。制冷系统作为保证机房温度的基础保障，是空调系统高耗能的部分之一，影响空调系统中制冷系统能源消耗的因素有机房环境温湿度、室外环境温湿度、受负载率等。 （二）散热系统 主体是风机或泵，工作原理是利用空气或水把热量从数据中心内部搬运到数据中的室外。排热系统产生足够的风量或水量以带走巨大的热量，但同时散热系统也是数据中空调系统耗能高的部分之一。影响散热能源消耗的因素是机房内部的气流组织。 （三）降温辅助 工作原理是通过冷却塔、喷头或湿式过滤器，利用水的蒸发在热量排到室外的工作过程中提供帮助。降温辅助系统可以提高换热效率，帮助空调系统把热量散发地更快。降温辅助系统的耗能比例占空调系统整体耗能比例较小。 三、数据中心空调系统高耗能解析 （一）空调系统配置不合理 由于数据中心对内部环境的恒定温湿度和空气质量都有很高的要求，但限于一些外部环境和技术升级的原因，大部分数据中心的空调系统都不引入室外新风，而采用循环风带走室内高密度的显热量。一般情况下，在室内没有湿源的条件下采用循环风的送风方式，空调系统是不用除湿的。但在数据中心空调系统的实际运行中，机房空调仍会流出冷凝水，这是因为空调在冷量输出时，冷凝水会携带冷量。因此数据中心在严格空气湿度的情况下，机房空调系统通常会一边对机房内部降温回风、冷凝除湿，另一方面又同时加湿，这种设备工作方式并不不合理，会造成大量不必要的能量浪费。 （二）机房气流组织不合理 数据中心机房内部的气流组织会对整体的散热排风效率产生极大的影响，当前的多数数据中心的气流组织都存在一些不合理的现象，主要体现在以下三方面：一是机柜排列方式不合理，把机柜面向同一个方向摆放，造成的结果就是前面服务器排出的热空气直接被后排服务器吸收，使得冷热气流混合在一起，大大拉低了空调制冷效率；二是送风通道设计不合理。一些数据中心建设规划不专业，送风管道等不符合标准，影响了空调系统的制冷能力，为了满足制冷要求会选用超出设备发热量的空调，提高了耗电量；三是地板出风口位置和空调出风口的距离设置不合理，甚至在二者之间摆放机柜，造成出风量不足、局部过热的问题。 四、数据中心空调系统的节能措施 （一）采用自然冷却技术 传统的常规制冷系统，需要制冷系统全年不间断地制冷，冷水机组全年运行运行，占据了空调系统的极大的耗电量。因此，采用自然冷却技术，可以在低温环境下，优先利用低温的自然水或风做冷源，免除了冷水机组的耗电成本。目前的自然冷却技术，主要有水侧自然冷却技术和风侧自然冷却技术两种。 （1）水侧自然冷却技术 水侧自然冷却技术，顾名思义就是在符合标准的情况下利用自然水做冷源供水。采用水侧自然冷却技术，一般需要把冷水和冷却水系统串联在板式换热器中，并把冷水的供回水温度设置成三段式：当冷却水供水温度≥16℃时，冷水机组和平时一样常规制冷，单独承担数据中心的全部冷负荷；当冷却水供水温度降到10—16℃，系统可以开始使用部分的冷水作为免费冷源，由冷水机组和免费冷源共同为空调系统提供冷负荷；当冷却水供水温度＜10℃以下时，冷水机组可以在技术设置后自动停止运行，空调系统的全部冷负荷由免费冷源提供。通过自然冷却技术，在过渡季和冬季减少了压缩机工作，这种技术十分适合在我国北方沿海范围内的寒冷湿润性气候里使用，可以大大降低数据中心空调系统的PUE值。 （2）风侧自然冷却技术 风侧自然冷却技术包括和间接利用室外新风两种方式。直接利用室外新风，是指把室外低温冷空气运用过滤、除硫等方式净化处理后，直接引进数据机房内，作为冷源冷却设备，实现节能。如全年PUE仅1.07的FACEBOOK数据中心，采用的就是直接利用新风供冷。间接利用室外新风，又称“京都制冷”，东京很多的数据中心都采用这种方式，具体是指室外低温空气不直接进机房，而是通过转轮式换热器吸

数据中心电源解决方案及选型

数据中心电源解决方案及选型 发表时间：2019-11-06T11:30:58.777Z 来源：《基层建设》2019年第23期作者：苏建伟 [导读] 摘要：随着互联网应用技术的迅速发展，作为互联网载体的数据中心建设规模日益变大。 中国通信建设集团设计院有限公司第四分公司河南郑州 450052 摘要：随着互联网应用技术的迅速发展，作为互联网载体的数据中心建设规模日益变大。巨大的用电容量需求给数据中心的建设和运营带来了空前的压力。文章根据数据中心常用的供电解决方案提出了三种电源产品解决方案，并根据安全可靠、节能环保、管理维护、建设成本四个方面提出的电源产品解决方案进行对比和分析，作为数据中心建设的配套电源产品选型参考。 关键词：数据中心；电源系统；节能环保 近年来，随着移动互联网时代的到来，基于互联网技术提供的各种服务已融人到人类的社会生活中，数据储存容量需求高速发展。作为互联网应用服务载体的数据中心，其建设需求也在同步不断增加。近几年来，随着互联网服务、电子商务行业的高速发展，我国的IT服务巨头B.A.T（百度、阿里、腾讯）、三大运营商（移动、联通、电信）都投人了大量的资金用于数据中心的建设。截止目前，全国已经建成了规模不一但数量庞大的数据中心。各大数据中心运营商为了节约成本、便于管理、形成规模化效益，数据中心的建设规模逐渐变得越来越大，同时，巨大的用电容量也给数据中心的建设和运营都带来了巨大的成本压力。如何合理配置资源，提高数据中心供电的安全性，降低运营成本，成为各大数据中心运营商在机房建设中重点考虑的因数。 一、数据中心对供电的要求 主要应包括以下几方面。 1.1安全可靠 一般要求电源供电系统的可用度A!99.999M。因此，必须合理进行配置，达到系统供电安全最优化。 1.2节能环保 在能源紧缺、重视环保的今天，“绿色、节能、高效”是新一代数据中心建设的主流标准。不间断电源（UPS）在绿色、节能、高效方面的表现，主要体现在输人功率因数、输人电流谐波以及整机效率等方面。 1.3可维护性 不间断电源（UPS）供电系统应当具备维护方便，便于管理的设计需求。在节省系统的维护成本的同时，更为重要的是可以尽量避免因人为维护或者管理不当，而引发的系统故障。 1.4建设成本 从数据中心容量需求在应用过程中会逐步增大的情况，要求电源系统配置可扩容设计。这样能有效地控制系统建设初期投资费用，同时，又能使UPS供电系统在数据中心的建设过程中，始终保持安全高效的工作状态，提高了系统的性价比。因此，数据中心供电系统的合理设计，并非一味追求某一项指标的最优化，而是应该根据实际应用的需求，在保证安全可靠、节能环保、运维方便、成本合理这些要点中寻求一个平衡点，提供一个节能环保，安全可靠，经济适用的供电系统解决方案。 二、数据中心用电特点 2.1保证的目标。 在数据中心配电系统中除了正常配电系统中采用的双回路独立电源供电之外，还在数据中心配备事故备用柴油发电机、大容量UPS 等。同时在数据中心配电系统故障处理机制方面，会考虑供电电源失电、母线故障、开关跳闸和开关拒动等一系列非正常情况下如何最大限度地满足设备用电可靠性的要求。 2.2数据中心配电系统较一般建筑配电系统复杂。 与一般建筑配电系统相比，数据中心配电系统其结构更为复杂，对配电管理的要求更加严格。复杂性表现在电源输入及其控制策略上，一般建筑配电多采用双回路一主一备供电，其控制策略为备用电源自动投切。而数据中心配电系统除双回路单独供电之外，自身还配备至少满足全负荷设备容量的柴油发电机，在不同失电故障场景发生时，通过供电策略的改变实现数据中心设备的持续供电。 三、数据中心供配电系统解决方案分析 数据中心在运行的时候，往往是二十四小时不间断运行，其本身具有用电量比较大和可靠性较高以及对电源品质要求比较高的现象，其中比较常见的是电力系统在具体运行的过程中，对电能实施发、输、配、用中的配和用等内容，促使这些方面能够在电力系统正常运行的基础上具体实施。在供配电系统中，功率通常情况下是单向流动的，也就是根据电源端向用户端的方向流动，通过一定的分配手段的基础上，使得供配电的目的得以实现，将电力系统中的电能改变成用户所使用的用电设备可以利用的电能。根据当前的数据而言，其电压等级主要处于35KV或以下。因此供配电系统在设计处理的时候，需要明确其电能负荷的性质和周围区域电量供应的具体情况等。 3.1热备份串联供电的相关方案 串联备份技术和其他技术相对比而言，是比较成熟的，其发展的阶段是比较早的，使用范围相对广泛，其中多种关于UPS技术的相关资料中串联也可称为热备份，多数人都将其称为串联。供电方案中串联的UPS是比较完整的，其也具有自己的旁路在线类型的UPS单机。这些单机的连接媒介仅仅为电源线，没有其他信号连接。通常情况下主机进行全面供电，从机基本上没有对其加以负载处理。 这一方案在具体应用的时候，其优点是结构相对简单，在实施安装处理的时候，比较快捷，相对价格也合理，多个不同公司的UPS能够串联使用。这一方案的具体实施缺陷是需要不间断进行负载用电的扩容处理，就必须持续带电工作，而这一过程中的危险程度也会增加。 3.2直接并机供电方案 直接并机供电方案的形式主要是将多个同类型型号和功率的“不间断电源”在并机柜或并机板等基础上，将输出端连接在一起而形成的。这一方案的主要功能是多台机器对负载功率共同承担处理，其中比较显著的原理是在一般情况下，多个UPS都具有逆变器的输出分担负载及电流，在其中任何一个“不间断电源”出现问题的时候，其余的都会再次对全面的负载进行承担，在促使并联冗余实现的时候，其基础始终是对以下相关内容有效处理。 每个UPS逆变器所输出的波形之间的相位和频率等方面需要是相同的。UPS逆变器在输出电压的时候，这些电压也需要保持一致。每个

基于绿色数据中心节能建设分析

基于绿色数据中心节能建设分析 发表时间：2016-11-09T15:21:54.870Z 来源：《基层建设》2016年16期作者：刘宝新 [导读] 摘要：绿色数据中心是指运用虚拟化、云计算、节能等新技术，实现最大化的能源效率和最小化的环境影响，满足数据中心安全标准，并具有自我管理能力的智能数据中心。绿色数据中心应具备可视、可控、可管理的特征，能实现数据中心故障的快速恢复和数据动态迁移。同时，智能化技术的应用减少了人工干预，避免了人为误操作，提高了系统的安全性和可靠性。本文针对绿色数据中心节能建设进行了探析。 北京国信网通科技有限公司北京市 100085 摘要：绿色数据中心是指运用虚拟化、云计算、节能等新技术，实现最大化的能源效率和最小化的环境影响，满足数据中心安全标准，并具有自我管理能力的智能数据中心。绿色数据中心应具备可视、可控、可管理的特征，能实现数据中心故障的快速恢复和数据动态迁移。同时，智能化技术的应用减少了人工干预，避免了人为误操作，提高了系统的安全性和可靠性。本文针对绿色数据中心节能建设进行了探析。 关键词：绿色；数据中心；节能建设 1绿色数据中心节能指标分析 目前，衡量数据中心是否绿色的主要量化指标是采用绿色网格组织(GreenGrid)制定的能效比指标，又称为PUE(PowerUsageEfficiency)。 PUE=[TotalFacilityοfPower(设备总能耗)ITEquipmentPower(IT设备总能耗)×100%]=1+[空调能耗IT设备能耗]+[通风能耗IT设备能耗]+[配电能耗IT设备能耗]+[UPS能耗IT设备能耗]+[照明能耗IT设备能耗]+…… PUE反映了数据中心总能耗和计算、存储、网络等IT设备能耗的比值。PUE值大于1，其数值越小，说明能源利用率越高。目前，国外先进的数据中心的PUE值能达到1.5～1.8，而我国的数据中心的PUE值为2～3，说明仅有33%～50%的电能用在了IT设备运行上，50%～66%的电能消耗在空调、配电等设备上。 2建设绿色数据中心应遵循的原则 2.1突出绿色环保，科学拟制方案：绿色数据中心建设要结合数据存储使用需求，根据信息采集、传输、处理和分发的具体使用需求，以及IT设备的具体特点，围绕绿色环保对数据中心的供电方式、UPS电源容量、制冷方式、照明、风路、水路、电路、管网、主要IT设备的选型等方面进行综合考虑，进行统一规划设计，并逐项细化，寻求最高效益。 2.2突出节能高效，合理配置资源：首先要突出保障重点。根据实际和存放数据的重要程度，可将数据中心划分为高密区、中密区和低密区，重点对高密区的电源、通风、制冷设备采取多种技术措施，制订多种配置应用方案。其次要便于系统扩容。根据信息化建设的发展特点，基础设施需求会呈现非线性爆炸性增长趋势，所以在数据中心的规划建设中，要充分考虑选址合理、系统容量易于扩展。 2.3突出稳定可靠，提高重组能力：不能稳定可靠运行的数据中心是无用的数据中心，因此设计数据中心一定要在提高其重组再生能力方面下功夫。硬件设施方面，在电源引接上，要有两个以上不同方向的路由线路；在UPS配置上，要采取多组互联方式，保证每个PDU单元、每个机柜的接电排、每个设备的电源输入端子上，都有两路以上独立UPS电源引接；在风机、制冷及配线上要进行N+1备份，对重要的保障区域要实现1+1备份。软件配置方面，运用云计算及虚拟化技术，将故障的网络、计算、存储等设备的应用随时自动平滑迁移到其他网络、计算、存储设备上，保证业务的不间断运行，提高系统重组能力。 2.4突出安全智能，提高管控水平：在外围监控上，要设立安全隔离区，建立由电子围栏、红外探测、夜视监控、自动报警、门禁系统等组织的综合外围监控系统，以提高安保等级。在区域设置上，区分维护区、设备区、控制区，将数据中心规划为不同的安全防护等级，采取多种身份认证措施和不同的防护手段，对核心控制区要设置以生物特征识别为基础的身份认证系统，严格人员进出管理；对核心设备区要设置气体消防，保证设备安全。在防电磁泄露上，对电源线、信号线等要采用屏蔽电缆，避雷装置和电缆屏蔽层应接地，对核心设备区要加装电磁屏蔽设施，保证设备安全可靠；在智能管理上，对数据中心的周边安全、内部温(湿)度等环境参数，对风、机、电、水相关配套系统运行指标，对计算、存储、网络设备负载运行状态，要能做到实时感知、直观呈现、智能处理，提高运维管理效率。 3建设绿色数据中心应关注的问题 3.1减少IT设备能耗：根据能耗结构和能耗路径图，IT设备每减少能耗1W，数据中心将整体减少能耗2.84W。在保证效率的前提下，降低IT设备的能耗是一个最有效的方法。从实现技术上看，主要有两种方法：一是采用高效低耗的核心部件。受加工工艺和技术水平的影响，不同供应商提供的CPU等核心处理器在能耗上存在20%～40%的差异，要尽量采用节能产品。二是采用工作效率较高的新型服务器，如用刀片式服务器取代机架式或塔式服务器，设备可节能20%～30%。 3.2采用虚拟化技术：采用虚拟化技术对现有服务器、存储设备进行整合，在不增加硬件投入成本的情况下，将所有的服务器、存储设备虚拟成一个公用的资源池，统一灵活调配，提供服务，在提高性能的同时减少物理服务器、存储设备的数量，减少电力、制冷和场地成本。在服务器方面，传统服务器平均CPU利用率一般为7%～15%，经虚拟化整合后，CPU利用率能提高到60%～70%，还能实现虚拟服务自动迁移、数据存储整体读写速率、系统鲁棒性和高可用性的提高。 4.3提高制冷效率：机房空调对数据中心的安全稳定运行起保障作用，空调耗电量在数据中心的总耗能中约占50％，已经超过了IT设备本身的耗电成本。提高制冷效率，主要从两个方面入手：①使用精密空调替代普通空调。同功率的普通空调和精密空调产生同样的制冷量，前者耗电量是后者的两倍。②规划好机房内冷热气流通道，避免交叉。传统的机房空调直接对机柜吹风或采用下送风方式，送(回)风路径不合理，应采用冷热气流通道隔离技术，科学设计机房各要素布局，缩短冷气流的运行距离，实现精确定点的冷能量投送，以减小能量消耗，提高空调制冷效率。 3.4减少供电模式转换：交流直流转换过程中的热损耗是数据中心隐性耗电的“大户”，能耗高达20%～30%。在传统供电方式下，为UPS 充电，要将外部交流电源转换为直流为电池充电；使用UPS电源时，要将UPS电池直流转换为交流，为IT设备电源模块供电；IT设备工作时，由于CPU等耗电设备是直流供电，IT设备电源模块要将外部交流转换为直流。在条件允许的情况下，尽量使用直流供电的服务器，通过直流电源供电方式，减少交流和直流电源逆变的次数，以提高电能应用效率。 3.5加强运维管理：通过精确智能的运维管理工具，实时监控和分析各种IT设备负载情况，及时发现、处理、维修、停用异常的IT设

数据中心能耗现状与节能方向的探索与研究

2019.04 近年来,我国经济快速发展,信息化的建设也在不断加大,在这种形势下,数据中心的发展是到了急速发展的阶段。伴随着数据中心的快速发展,高能耗的问题显得尤为突出。因此,对于如何降低数据中心能耗的研究具有非常重要的意义。 1数据中心能耗现状和问题 数据中心有着高能耗的标签,是实现绿色节能所要特别关注的重点。据资料上统计和记载,目前,在国内机房运行的电能利用效率基本在2~2.5范围内,这个数值大幅度超出标准机房的基准数值。这个现象说明在机房运行的过程中,总能耗中约有60~70%都用到了空调冷却等设施上了(表1),但是,Google 公司的数据中心机房电能利用效率年平均值达到1.21,美国Hp 的新一代数据中心体验中心机房夏季PUE 值可以达到1.6~1.7[1]。 现阶段较为核心问题出现在数据中心的高能耗,且高能耗导致的成本费用超出整个机房的运营维护的50%费用。而现阶段对能源的需求也不断地增长。如图1所示。 2数据中心耗能设备组成 (1)数据中心机房中IT 设备的品种很多,主要用 于数据中心中所用到的应用系统的运营。如表2所示。 (2)制冷设备:为控制机房环境的温度和湿度,确 保设备的正常运行,如表3所示[2]。 (3)供配电系统:供配电系统主要是为数据中心各 类设备的正常运行提供使用的电压和电流,并保证使用作者简介：胡进贤(1987-),女,硕士,研究方向:数据中心机房、大数据、智慧城市的研究;谷国栋(1974-),男,硕士,院长,研究方向:大数据、智慧城市、云计算、数据机房等。收稿日期：2019-01-14 数据中心能耗现状与节能方向的探索与研究 胡进贤，周起如，谷国栋 （深圳市赛为智能股份有限公司大数据研究院，广东深圳518057） 摘 要:数据中心拥有能量密集和高耗能的标签，因此，能耗问题也越来越引起人们的关注。现阶 段数据中心的高速发展，降低能耗也变得非常重要。为了解决这个能耗高的问题，从能耗的组成入手，去分析和阐述数据中心能耗的节能技术和措施，探索了在数据中心运行中有效实现绿色能耗的方法。 关键词:数据中心；高能耗；节能减排；能效指标 表1 数据中心机房标准能耗分配表 图1现有机房数据中心的能耗组成 表2数据中心机房IT 设备分类表 表3数据中心机房制冷设备分类表 1% 24% 30% 45% 制冷设备IT 设备供配电系统照明等其他设备 序号类型 具体设备 1服务器类机架式、刀片式(含机框)或塔式等服务器2存储类磁盘阵列、SAN (Storage Area Network,存储区域网络) 交换机等存储设备,以及磁带库、虚拟带库等备份设备3网络类 交换机、路由器以及防火墙、VPN (Virtual Private Net?work,虚拟专用网络)、负载均衡等各类专用网络设备 4 IT 支撑类主要包括用户运行维护的监控管理等设备 现有机房多数能耗分配状况标准机房能耗分配IT 设备及网络通信设备:30% IT 设备及网络通信设备:50% 空调的制冷系统:45%空调的制冷系统:25%变压器/UPS 供电系统:24% 变压器/UPS 供电系统:10% 照明设施:1% 照明设施:3% 序号类型 具体设备 1空调设备类机房专用空调、行间制冷空调、温度调节设备等2冷源的设备 种类 风冷室外机、冷水机组、冷却塔、水泵、水处理等 3 新风系统类送风、回风风扇、加/除湿设备、风阀等 93