浅谈机房监控系统对数据机房节能减排的帮助

黄锴恒 陈保军

（中海油信息科技有限公司湛江分公司 广东湛江 524057）

浅谈机房监控系统对数据机房节能减排的帮助

黄锴恒 陈保军

（中海油信息科技有限公司湛江分公司 广东湛江 524057）

针对目前机房动环监控系统对配电系统、空调系统、通信设备、优化布局管理利于数据机房节能减排的技术与措施进行介绍分析。数据机房能耗指标是衡量数据机房能效的量化标准，它可以反映出数据机房运行过程中的电能利用情况，也作为数据机房设计和运维改进的重要依据，也为不同数据机房之间能效比较提供依据。

数据机房；动环监控系统；配电系统；空调智能；节能技术

目前，企业能源的消耗导致了温室效应和一系列的自然灾害，保护环境、防治气候变化成为人类社会共同面临的挑战。从80年代末以来，能源价格一路上涨，给社会工业、制造业带来的成本压力一直上升，全社会比以往更重视节能工作的重要性。在社会需求方面，由于通信企业整体仍处于发展阶段，新兴市场用户的增加以及发达城市互联网带宽的提升必然带来网络扩容，网络设备增加导致了能耗需求也不断扩大。能源价格上涨及设备总能耗上升给企业带来了长期的财务压力。同时，为了企业的可持续发展，许多运营商和设备制造商都先后启动节能减排工作计划，应对社会气候及能耗面临的挑战。

1 业界机房动力环境监控系统的应用

机房动力环境监控系统（以下简称“机房动环监控系统”）在中国的金融、政府、电信运营商及IDC数据中心中已经有了广泛的应用，并且已经成为一个必不可少的设备监控管理工具，机房动环监控系统为维护工作带来了极大的方便。目前，各大运营商的机房动环监控系统的覆盖率已经达到了60%到75%。从中可以看出，机房动环监控系统在数据机房建设中能为节能减排、绿色节能减排工作带来帮助。

为企业节能减排工作的需要，建设机房动环监控系统是不可回避的问题，如现阶段的“节能减排、低碳管理”等，选择一套智能、科学有效的机房动环监控系统才能满足这一需要。

长期需要值班人员来协助实行“节能减排”为目标也是没有可操作性的。同时，要监控被监控的动力、空调及环境设备，并协助这些设备完成各自的节能减排目标，也离不开经过科学设计、智能管理、具备关键增值功能的机房动环监控系统。

2 数据机房智能监控管理

数据机房的电力消耗在各类能源消耗中所占比例已超过80%，因此，节能减排的工作将以节约电能为重点研究对象。相关数据显示，在电信运营商的总电能耗中，核心机房的总电耗占到了90%以上，空调及供电系统用电就占到了将近50%，机房动环监控系统对数据监测、报警等功能在数据机房节能减排中的作用也凸显了出来。

根据统计数据，大型数据机房及小型数据机房的耗电数据对比如下：

1 )大型数据机房的能耗：主设备（服务器系统/交换传输设备）、散热/制冷系统、配电系统、照明等系统分别占：52%、38%、9%、1%。

2 )小型机房的能耗：主设备（BTS设备）、散热/制冷系统、配电系统、照明等系统分别占：43%、46%、8%、3%。

尽管配电、空调系统被监控设备本身也有很多新的节能技术，如果通过机房动环监控系统来把这些被监控设备的各自独立的节能功能有效管理起来，弥补其不足之处，才可以充分发挥各自的潜力，发挥更大的节能效果。

2.1 数据机房空调智能管理

国家标准GB50174-93规定中，数据机房环境温度为18℃～28℃，设备才能长期正常地运行。为了达到国家标准的数据机房环境温度，每个通信数据机房需要配备多台空调或者一套中央空调。

由于目前大部分的数据机房没有实行24小时值班制度，或是无人值守的数据机房实有存在，很多数据机房空调全年处于开机状态，没有有效监控管理，造成能耗升高。需要通过机房动环监控系统对空调智能监控管理，实现节能减排目的，同时也满足数据机房环境温度要求。

实现条件：数据机房空调带有智能通信接口，空调监控采集器具有逻辑编程功能和带有温度采集传感器。

实现原理：温度传感器安装在数据机房有效位置，温度上升到一定阀值，连续保持10分钟（时间可以自己设定），同时根据空调运行状态，确定是否发出开机命令。当温度下降到一定值，连续保持10分钟（时间可以自己设定），同时根据空调运行状态，确定是否发出关机命令。

实现方法：数据机房需要建设有机房动环监控系统，空调监控采集器具有逻辑编程功能，通过修改空调监控采集器软件配置实现空调智能管理，不需要增加其他硬件设备。

监控优点：空调智能管理配置数据是存放在监控采集器设备上，即使某种原因引起机房动环监控系统监控不到空调数据，空调智能管理系统也可以正常工作。

节能效果：一般数据机房空调室内循环风机系统功率为480瓦，假设1台空调一年内有3个月不需要开机运行，具备休眠条件，则每个数据机房1台空调一年能实现节能为：

480 瓦X24小时X30X3=1037度，

200 台空调节约用电约20.74万度。

2.2 数据机房智能照明管理

数据机房照明系统电能也不能被忽略，如果不采取智能监控管理，将会造成很大的电能消耗。

在日常运维工作当中，数据机房常发现很多节能灯管是长明灯，不管什么时候开启的节能灯管，只有等下一次到数据机房时才发现该节能灯管是长明灯，由于一个大型数据机房节能灯管数量多，数据机房照明系统电能耗能也很惊人。

数据机房照明系统管理有两种方法：

方法1：机房动环监控系统的智能采集器输出继电器的触点，可直接并接在数据机房照明电路的单控开关上，如下图1，该方法的优点是电路简单，并接线路方便。缺点是在本地开灯后，远程就无法关灯。

图1

方法2：数据机房照明系统的开关一般是使用单控开关，我们可以把数据机房照明系统的单控开关更换成双控开关，更换双控开关简单方便，直接在单控开关位置更换同一大小的双控开关就可以。

在机房动环监控系统智能采集器输出继电器的常开与常闭触点上，与数据机房照明系统的双控开关按下图2接线，实现远程和本地都可以控制数据机房照明系统的灯管。该方法的优点是远程和本地都可以控制灯管的开和关状态。下面，我们就采用方法2来实现数据机房照明系统的智能控制。

图2

实现原理：按照方法2进行改造数据机房照明系统，同时增加一个交流电压变送器检测灯管的电压，判断灯管是开灯状态还是关灯状态。数据机房照明智能管理两种模式：延时关灯模式和定时关灯模式，两种模式可以在机房监控中心自由切换，延时关灯就是开灯60分钟（时间长度可设置）后自动关灯，定时关灯就是每天17:35分 （时间可以设置），监控系统自动检测灯管的状态，如果数据机房照明灯管是开灯状态，就自动关灯。如果数据机房有人作业，还可以手动打开数据机房照明开关。机房监控中心可以通过监控软件实时显示报表功能，实时查询数据机房照明系统的灯管状态，对于有遗漏关灯的，采用远程人工方式关灯。

实现方法：数据机房需要建设机房动环监控系统，监控采集器具有逻辑编程功能，通过修改监控采集器软件配置来实现照明智能管理，同时数据机房照明开关要换成双控开关。

监控优点：照明智能管理功能存放在数据机房监控智能采集器上，即使某种原因影响机房动环监控系统监控不到数据机房数据，底端控制系统也可以正常工作，远程和现场都可以控制数据机房的照明系统的灯管。

节能效果：假如数据机房有两个照明灯管，每个灯管都是20瓦，两个灯管是40瓦，数据机房长明灯每月按照可能亮5天来计算，则每个数据机房照明智能管理一年能实现节约电能为：

40 瓦X5天X24小时X12=58度，

如果数据机房有200个40瓦灯管节约用电约11600度。

2.3 非智能空调及通风系统监控管理

在目前数据机房中，也有大量小型机房采用的是非智能空调，或者是简易通风系统，对其存在监控管理困难等问题，最主要的原因是这些小型机房主要位于偏远山区，数量多、分布广，交通不便利等因素影响未能监控管理起来，也会造成大量的电能。通过目前的数据分析可得出，像这类小型机房中空调能耗占机房能耗的43%。因此，小型机房空调的节能管理监控也是不能忽视。

小型机房数量的庞大决定节能管理必须是监控自动化，而不能单靠监控系统来根据局部的温度去触发远程控制命令来实现，这就需要采用机房环境自动控制功能，充分利用机房动环监控系统的采集器提供各种采集数据功能，实现机房空调和通风系统自动调节运行，从而降低能耗，达到节能的效果。

2.4 数据机房蓄电池的监控和管理

蓄电池作为整个机房配电系统的最后一道安全屏障，历来都是配电维护工作的重点和难点。根据统计数据显示70%以上的电源事故都因蓄电池故障而引发。维护人员要做到心中有数就必须了解蓄电池的使用充、放电时长，才能了解蓄电池日常使用情况。一般来说，蓄电池的后备支撑时间的测试方法多种多样，可以是理论测算，也可以是实际测量数据显示。由于理论测算会受到各方面的因素影响较大，与实际测量容量偏离较大，只能作为判断理论容量的一个参考值。以前最原始的实际测量数据方法是运维人员带着放电设备及容量测试设备到机房逐一放电测量，这种方法不仅效率低下，还占用大量的人力和物力。

现在可通过机房动环监控系统的蓄电池在线监测功能和利用模块休眠运行模式进行蓄电池的智能监测和管理，有效降低蓄电池使用能耗，达到节能作用。

假设一套UPS配电系统有4个50A的模块，负载电流是60A。

如果4个模块都在工作，则：模块的负载率为：（60A÷4）÷50A=30%，其对应的效率为89%左右。

如果关闭2个模块的输出（休眠），仅靠2个模块工作提供输出，则：模块的负载率为：（60A÷2）÷50A=60%，其对应的效率为93%左右；

采用UPS模块休眠运行功能，可以使效率提高4%左右，从而节能4%以上。

3 结语

作为以“低能耗、低污染、低排放”为基础的经济节能模式，低碳经济不仅是未来经济可持续发展的方向，也是当今社会企业加以重视的共同问题。机房节能的前提条件是必须保证通信安全，不能影响机房环境质量，降低和导致设备寿命缩短，更不能影响通信生产安全，提倡通过合理调整设备运行和人为管理来实现机房节能的目标，这种节能方式能起到延长设备的使用寿命。

[1]王其英.UPS供电系统综合解决方案.电子工业出版社.

[2]艾默生节能产品宣传册.绿色基站新选择.

[3]李学博.机房节能走向系统化、智能化、精细化.通信世界周刊，2009.

[4]赵锋.数据中心节能减排技术介绍.电信网技术，2011.

[5]广东省电信规划设计院优先公司.2011年通信电源技术发展蓝皮书.2010.

黄锴恒（1983—），男，广东省湛江市，本科，副经理，网络管理。

陈保军（1981—），男，广东省湛江市，本科，工程师，网络技术。