数据中心机房基础设施建设新技术研究与探索

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引言

数据中心它是具有较高的数字化和信息化的，所以在运行过程中，要求更高的安全性和可靠性，尤其数据中心它是一个具有较高耗能的产业，如果能够实现较有成效的节能降耗效果，那么对行业发展来说具有非常重要的现实意义。当前国家都在提倡节能减排，不断进行新技术的研发，达到较为理想的节能降耗效果。本文从动力系统以及制冷系统等多方面，对这些节能降耗新技术进行了研究和分析，以期能够对数据中心的节能降耗提供参考。

1 制冷系统方面的新技术研究

（1）节能控制。根据数据中心的理论计算和工程经验，对冷冻水温度进行提升，能够明显的对机组效率进行改善，实现降低能耗的作用同时，冷冻水温度上升能够在很大程度上使冷冻水管传输过程中的损耗降低，从而实现较为有效避免系统和末端设备出现接入的情况。此外，提高冷冻水温度，能够在很大程度上减轻机组运行负载，使得相关设备的运行健康状况得以改善，延长维修周期，降低对各个设备以及配件的更换费用。由于数据中心，全年都需要制冷，所以如果对冷冻水温度进行提升是能够明显的改善冷水机组的效率的，能够使设备运行更加的健康，对机房的温湿度也能够起到很好的调节作用，并且可以对自由冷却时间产生延长的作用，实现节能制冷系统费用的降低，使得数据中心的PUE降低。根据相关的设计规范规定建议采用较为明显的供回水温度达到节能的目的，因此，高水温功能，能够实现较为明显的制冷系统降耗，提升节能水平。

（2）冷水机组及其跟板换串联的架构。冷水机组跟板换串联架构，这种新技术的作用方式，是通过将板式换热器在水冷侧进行设置，并且跟冷水机组实现对应布置。在冬季的时候，通过对板式换热器的自由冷却方式，在过渡季节，可以很好地通过冷回水温度，充分利用室外冷源来降低费用，而冷水机组的压缩制冷，也能够起到节省运行费用的作用。这种冷水机组和板换串联架构的新技术，可以根据室外环境温度分为三种运行模式：一种是通过压缩机制冷，也就是说冷水机组来发挥作用，而板式换热器停止工作。第二种是联合制冷，也就是说，先使用板式换热器来预冷，随后在通过冷水机组制冷。第三种模式，是完全自由冷却，冷水机组以及板式换热器都停止工作，跟数据中心采用的冷水机组和板换并联架构相比，这种新技术不同串联架构在很大程度上对系统架构进行了简化，使得实际的控制方式更为明确和清晰，在实际的运行和维护过程中，能够实现较为平滑便捷的切换，使得运维风险能够明显降低，系统安全可靠性得以提升。

（3）冷源站设备。近几年来，高压变频技术取得了非常快的发展，对这项技术的应用也越来越广泛，高压变频冷水机组，也就是对这项技术的应用，使得高压供电快速启动简洁、变频器节能投资少、占地面积小等特点得到充分的发挥。跟过去传统的高压电瓶剧组进行比较，这种新的技术对于降低能耗、变频器变频调速方面具有明显的优势，能够明显降低机组在很多情况下的能耗消耗，大约可以实现15%的节能效果。此外这种高压变频机组，具有快速启动、减少喘振发生以及降低人机噪音等特点，数据中心通过对这套系统的运用，能够明显提升机组效率，降低运行费用，自然风冷却机组很多时候采用的都是传统风冷机组结合自然冷却盘来实现明显的自由冷却作用。在冬季的时候，普遍通过自然冷源制冷，而夏季的时候则可以更换为压缩机制冷，而在中间的过渡季节，则可以结合压缩机和室外自然冷源，来进行制冷[1]。

2 动力系统方面的新技术研究

（1）不间断电源。文化模块UPS这种新的技术是，在多个模块并列的情况下，来实现大功率的输出，每个系统都由静态开关功能、功率模块以及监控模块所组成，功率模块并联的方式来实现平均分担负载，在出现故障的时候会进行系统的自动退出，而转换为由其他功率模块来进行负载的承担，使得具有独特的冗余，能避免设备出现单点故障，最大限度地保证电源的可靠性。

（2）制冷配电母线。制冷配电母线，是采用伪造式低压母线，来对数据中心的机房末端设备，进行供电，取代了过去的精密配电柜加电缆的传统的供配电方式，并且配备使用了即插即用的插接箱，能够在母线槽不断电的情况下，进行较为灵活的任意位置的断开和连接，从而达到快速部署随需而变的目的。跟传统的方式相比，制冷配电母线能够明显的对机柜空间进行节约，使得对机房配置的扩容更为方便，可以根据用电需求，进行灵活的随需增减，并且可以进行灵活的三项和单项转换。

（3）锂电池。在过去，都是普遍采用铅酸蓄电池，这种电池放电倍率低，所以体积非常庞大，并且重量非常重，而锂电池具有更好的输出功率密度，能量密度更高，占地面积只相当于传统铅酸蓄电池的一半左右，体积非常的小，重量也相对较轻，大概为传统蓄电池的五分之一，并且锂电池生命周期更长，不需要进行维护，能够具备较强的温度适应性，并且所需的充电时间较短，能够在出现运行中断情况时发挥非常重要的供电作用[2]。

3 结束语

总的来说，数据中心各项基础设施，它在很大程度上奠定了数字化和信息化的基础，对数据中心的运营水平和建设起到了很大的决定作用。本文针对数据中心的节能降耗方面各项新技术的研究，在制冷系统以及动力系统等相关方面的新技术进行了讲解，各项新技术的占地节能以及运行维护方面的优势都非常明显，能够有效提升安全性和可靠性还有高效运行，对相关新技术的研究，可以为机房的基础设施建设，实现节能降耗提供参考。