信息化建设中的节能问题

孙 雷

(黑龙江省经济贸易信息中心，哈尔滨 150001)



信息化建设中的节能问题

孙 雷

(黑龙江省经济贸易信息中心，哈尔滨 150001)

分析了在信息技术实施过程中，能耗问题已成为计算机系统运行成本迅速增长的主要矛盾。探讨如何围绕机房环境、计算机系统、机房设备以及机房运行维护等方面进行计算机节能应用技术的改进，从而实现低成本的信息化建设。

机房；节能；能耗；信息技术

0 引 言

随着近几年国家机关、企业事业单位信息化建设的快速发展，计算机及其信息技术相关产品应用量快速增加，网络设备、服务器、存储设备、各类计算机、打印机等电子产品以及机房供电设备、空调、新风系统的耗电需求也正在不断上升。如何能够让信息化实施发挥最大优势的同时降低能耗，成为节能的新课题。当前我国经济形势正在持续放缓，政府越来越关注节能减排工作的开展，只有建设节约型社会，降低能源消耗，我国经济才可能持续发展。

1 机 房

在进行机房节能减排设计的时候，主要是对机房的耗电量进行控制，其重点是精确测算设备耗电比率，通过对空调选择、送风控制、UPS负载估算、服务器虚拟化技术等，全角度进行电能的监控管理和调整，才能达到科学节能的目的，主要应用包括以下几下方面。

1.1 机房空调系统

在机房众多的用电设备中，空调制冷设备的耗电量比例相当大。据调查，机房中仅空调的耗电量就占机房总用电量的50%～70%左右。因此机房节能方案应从机房空调系统的选择入手, 降低其电能的损耗。

机房空调一般有三种：水冷柜式机组、窗式空调器、风冷分体式空调器。研究者对三种方式在机房中实际运行的能耗指标、安装环境、场地占用、安装管理维护、设备的初期投资费等指标进行对比，得出结论：使用面积在70平方米以下的中小企业机房，采用普通风冷分体式空调器可以较好地满足机房要求，降低前期投入，提高总体制冷效果及机房环境质量， 是最优化的选择方案。

1.2 UPS系统

目前，机房中UPS电源主要存在两方面问题：一是UPS电源无法灵活扩容，导致效率低下。传统UPS自身是不可扩容的，电源扩展时，需要添置整套设备，使UPS工作时远远低于其满负载容量，导致效率低下。目前，模块化UPS已被认为是UPS的发展趋势，它体积小、重量轻、功耗低、维护简单、可靠性高，最重要的用户可以象反搭积木一样按需调配UPS容量，将UPS的容量配置更合理，保持电源的高效率。二是UPS电源负荷较低，由于盲目扩大UPS电源规模导致运行低效。一般来说，UPS的效率和负载功率是成正比的， UPS的供电效率越高，能耗就越低。理论上，如果运行负载率大于60%，UPS电源的效率一般可达90%以上。在实际应用中，许多机房里的 UPS的运行负载率一般也就在20%～30%左右，UPS的供电效率只发挥到了50%～60%左右，从而导致用电量的严重浪费[1]。

1.3 新风系统

在机房降温和空气调节方面，除了安装机房专业空调外，科学利用绿色冷源，应用自然冷却的方法进行降温也是很好的思路。这里，自然冷却是指不使用冷却设备制冷的技术。可用的自然冷却量取决于当地的气候，最常用的自然冷却方式是地下水或地表水冷却和室外冷空气冷却。从地域特点上讲，自然冷却是非常适合应用于一年中季节性或昼夜温差较大的地区。我国北方很多地区正是属于这种温差特点，其主要气候特点表现为四季分明，昼夜温差大，冬季慢长，室外空气温度较低。在这种情况下，若能采用新风节能系统充分利用大自然提供的天然绿色冷源，将室外低温新鲜空气引入机房，同时排出机房内的热空气，依靠空气流通，有效地将机房内的热量迅速向外迁移，实现室内散热。同时降低空调负荷甚至代替空调调节机房温度，从而大幅度降低电能消耗和营运成本、减少空调使用次数，将是节能增效的优化方案。

1.4 服务器虚拟化

随着新技术不断出现，服务器等硬件设备性能大幅度提高，市场价格也越来越低。人们注意到，对硬件高配置的追逐以及经常更新换代，导致机房内的设备越来越多，设备种类繁杂，运维管理成本增加。虚拟化技术的发展与成熟，为解决这个问题提供了可行的思路。

虚拟化技术是在系统中加入一个虚拟化层，将下层的资源抽象成资源提供给上层使用。在虚拟技术未被广泛应用之前，IDC业务中服务器通常只安装数量很少的应用系统，一台服务器一般只提供一种服务，资源的利用率很低，这种情况大概在10%～30%之间。另外，用户在前期投入估算时，往往按照最大应用预算来购买服务器，在实施的过程中，一些未考虑的因素也导致了服务器资源的浪费。

虚拟化技术通过将多种应用整合到少量高性能服务器上，减少服务器数量，简化服务器管理，明显提高了服务器利用率和可靠性。它把硬件与操作系统分开，在同一物理机上运行多个虚拟机软件，让一台服务器变成几台相互隔离的虚拟服务器，每个虚拟机都有一套属于自己的虚拟硬件(如 CPU、RAM、NIC)。因此它实现了服务器的整合，颠覆了一台服务器上运行一套操作系统的传统理念。借助虚拟化技术，服务器的整体性能得到了深层的挖掘更降低了能耗。

2 降低待机能耗

待机耗电是指没有断开电源的用电器在没有使用的情况下所消耗的电量。用户为避免频繁插拔用电设备或为保存电器设置状态使电器长期处于待机状态，这种状态给我们的使用带来方便，同时也在耗费着能源。据不完全统计，待机能耗占到办公设备耗电量的3%～13%，其中，空调4 W、显示器7.69 W、 PC主机箱35.07 W、传真机5.71 W、打印机9.08 W。为降低待机能耗，各国都制定了相应的能效标准，欧盟规定，计算机在睡眠和关闭状况下的能耗须低于10 W和3 W，我国目前仅有10．5%的计算机能够达到这一要求；美国规定，显示器在睡眠和关闭状态下的能耗须低于4 W和2 W，我国的待机能耗高于世界平均水平[2]。

近年，在对政府机构及企事业单位办公室的待机能耗情况进行全面调查之后，我国也对打印机、传真机、复印机等办公设备开展了待机节能认证工作，目前已有联想、爱普生等近10家企业的部分产品获得了节能认证。因此采购时要选购通过节能认证的低能耗产品。降低待机能耗还应注意：(1)当电器不用时，应断开电器上的机械开关，对于没有带机械电源开关的电器，应随手拔掉电源插头。(2)使用节电插座也能够有效的减少用电设备所带来的额外能耗。

3 计算机

由于计算机的高度普及，我国办公和家用终端PC设备数量庞大，因此它们的能源消耗也不容忽视。每台PC机的能耗中，显示器、CPU、主板、硬盘、光驱等都是耗电的关键部件。并且，计算机在开机运行时，其耗电量跟计算机的设置和运行的软件有着直接的关系。因此，在日常工作中，正确掌握计算机使用方法和养成好的使用习惯是非常必要的。

3.1 计算机的电源管理

对于不同用户的使用情况，计算机的应用内容是不一样的，因此，应设置成符合自身工作要求的电源管理模式。Windows 7的电源管理功能提供了多种工作模式下的使用方案，包括：平衡、节能、高性能三种工作模式下的常用方案。比如，“关闭显示器”和“休眠”的时间间隔设置等。每个工作模式下系统还能进行更精确的节能计划设置，包括：关闭硬盘时间、桌面背景设置、无线适配器的低、中、最高性能设置。其中，处理器电源管理可以根据运行应用软件设置为最小处理器状态、系统散热方式和最大处理器状态。

3.2 软件设置

软件的运行不仅仅占用CPU资源，同时还占用内存和消耗硬盘，这些都会使计算机能耗上升。因此软件的安装要合理，配置要科学。比如在打开网页时，可以利用IE浏览器的“管理加载项”功能禁用不需要的网页插件。计算机长期使用后要及时清理垃圾文件并养成定期清理和删除无用软件的习惯，可以应用“金山清理专家”、“ccleaner”等工具软件，方便而全面的为系统整体“瘦身减压”，达到节能降耗的目的。

4 结束语

伴随两化融合程度逐渐加深，信息技术已成为各行业最具活力和永不枯竭的生产力。提高能源使用效率，降低生产成本，是信息化的手段同时也是信息化实施中的问题。本文提出了信息化实施中能量消耗的几个问题和改进方法，可以做为信息技术从业者日常管理例行工作内容，达到节能的目的。

[1] 徐向文．计算机的节能管理[J]．科技广场，2008(1).

[2] 吴 昕．浅谈待机能耗问题及其电源解决方案[J]．电子元器件资讯，2009(12).

黑龙江省节能监测中心

黑龙江省节能监测中心、黑龙江省节能技术服务中心、黑龙江省能源研究所(以下简称中心)三位一体，成立于1982年5月18日。中心隶属于黑龙江省工业和信息化委员会，由于它的特定地位和所发挥的重要作用，自成立之日起就得到了各级政府的关怀和支持。经过30年的发展历程，中心技术力量雄厚、设备先进，已成为国内一流的从事节能监测、能源技术政策研究和节能技术服务的专业机构。

中心具有国家节能工程咨询甲级、城市供热工程设计乙级资质和省级计量认证资质。并通过IS9000质量管理体系认证。初步完成国家级重点能源监测实验室建设，具备较高水准检测能力。

中心下设6个专业科室，并设有黑龙江省能源发展战略研究会、黑龙江省节能协会秘书处，黑龙江省节能产品评审办公室，省级自然科学期刊《应用能源技术》编辑部和《黑龙江能源网》网站。

30年来，中心业务范围不断拓展，目前重点从事节能工作领域：

1、能源节约和资源综合利用技术、政策研究；2、节能监测；3、能源审计、能源规划、节能诊断等技术咨询服务；4、能源资源节约、综合利用技术改造、能源建设项目工程咨询和评估；5、节能技术和产品的评审和推广应用；6、节能宣传、培训和推广。

30年来，我们以严格的质量保障体系和求真、务实、科学的态度为各级政府和社会各界提供了全方位、多层次的技术服务。近年来成绩斐然、硕果累累。其中，研究编制的黑龙江省及各地市节能专项规划、政策建议及专题调研，为各级政府主管部门科学决策提供重要依据；先后为百余家企事业单位提供了节能监测、能源审计、节能项目工程咨询和评估、节能技术和产品的评审等方面技术服务；并与国际组织合作完成三十余项节能案例研究。

在构建和谐社会、倡导绿色环保的今天，我们将百尺竿头、更上一层，继续努力工作，为政府和社会各界提供更优质的节能服务。

The Problems of Energy Saving in the Construction of Informatization

SUN Lei

(Heilongjiang province Economic Trade Information Center, Harbin 150001, China)

Analysis of the information technology in the process of implementation, the problem of energy consumption has become the main contradiction of the operation cost of the rapid growth of computer system. Discussion on improvement of how about application of technology of energy saving of computer room environment, computer system and computer room, computer room equipment operation and maintenance etc., so as to realize the informationization construction of low cost.

Computer center; Energy saving; Energy consumption; Information technology

10.3969/j.issn.1009-3230.2015.03.011

2014-12-28

2015-2-10

孙 雷(1972-)，男，高级工程师，大学毕业，学士，多年来一直从事计算机应用工作。

TP393.07

B

1009-3230(2015)03-0047-03