绿色数据中心机房建设策略探讨

冯志新

（广西通信规划设计咨询有限公司 广西南宁 530004）

一、绿色数据中心

数据中心是一个聚集了大量服务器、存储设备、网络设备等IT设备的场所，是企业的业务系统与数据资源进行集中、集成、共享、分析的场地。何谓绿色数据中心目前还没有一个统一的定义，一般是指一个符合绿色节能要求的数据中心，绿色数据中心机房中的IT系统、机械、照明和电气等系统能取得最大化的能源效率和最小化的环境影响，同时较多地应用先进、高效的节能技术[1]。

二、绿色数据中心机房建设

（一）原有数据中心机房节能改造方案

（1）节能改造原理

①精确上送风技术原理

精确上送风的技术原理是“仅冷却设备、不冷却环境”，改变了传统的“先冷环境、再冷设备”的方式。精确上送风节能技术采用管道上送风方式，通过改造送风管道，将空调冷风通过分支风管直接输送至每个机柜，机房其他空间不需要进行制冷，从而达到冷气最大利用效率，同时通过风道调节阀门，可以根据每个机柜的制冷量需求实现变风量精确送风。

②精确上送风技术节能原理

精确送风技术不考虑冷却机房环境，而是仅冷却设备。一方面，采用管道系统实现冷热气流的高效隔离，减少冷热气流混合导致的制冷损耗，提高机房空调冷气利用率；另一方面，由于空调仅对机房机架进行直接制冷，无需对机房空间环境进行制冷，从而节约了制冷空间环境的能耗[2]。

（2）精确送风节能改造实施建议

①精确送风改造应注意消防问题，精确送风改造应选择阻燃材料，同时，风管改造不应影响机房消防管道及气体喷淋系统。②精确送风改造需要拆卸原有机柜前门，换成全封闭送风罩，改造前后机柜内外温差较大，应做必要的材料保温处理，避免结露。③精确送风改造应同时配套其他气流组织改良措施。④精确送风改造应因地制宜，合理控制成本投资，避免造成投资回收期过长。

（二）新建数据中心机房节能措施探讨

（1）建筑节能措施

①数据中心机房选址及设置

a.数据中心机房规划建在大楼的二、三、四层，尽量靠近空调和电力室。b.机房规划在建筑物的背阴面，以减少太阳光的辐射所产生的热量传入。c.主机房区域的主体结构规划为大开间大跨度的柱网结构。

②建筑节能措施

a.机房尽量规划为方正矩形，提高机房利用率，减少面积浪费。b.机房减少数据的窗墙比，尽量不设窗户，必需的门窗采用密封处理。c.机房墙体采取保温、隔热、防潮等处理措施。d.对安装空调设备的机房墙体隔热，门窗和孔洞进行严密封堵，在安装地板下送风空调设备的机房地面上铺设阻燃的保温隔热材料。

③总体规划布局

a.总体规划布局需要综合考虑市电引入、电力室设置、消防、用户服务器区、网络设备区、VIP区以及门禁系统等各个系统区域设置，同时机房需要考虑方便后期扩展等因素。

b.机房应该设置普通服务器区、高密服务器区，其中高密服务器区每机架功耗可能高达6KW以上，须采用机架下送风技术和冷热通道隔离技术。

c.设备背靠背排列，形成冷风、热风循环通道，机柜内空余部分安装导流盲板，避免冷热风混合，影响制冷效果。

d.机房走线架整齐、整洁，电力电缆、信号电缆、尾纤槽道等分开、分层设置。走线架设置应该使得整个机房线缆最短。

（2）电气节能措施

①市电引入

a.高低压配电室、变压器室及电力电池室贴近负荷中心的布局，供电距离最短。b.发电机组、变压器选用低损耗、节能环保、具有抗谐波能力及较高过载能力的产品。c.10kV电源主接线采用单母线分段方式，正常情况下，母联断路器断开运行。

②设备供电

a.推广高压直流供电系统，扩大高压直流供电系统使用规模。b.UPS供电系统采用模块化UPS单元。c.低压配电柜、UPS设备、列头柜等尽可能靠近负荷，最大限度的减少交流母线的电力传输损耗。d.设备引电时避免UPS长期低负荷运行，尽量使UPS工作在效率较高的水平上，减少无功损耗，尽可能使系统工作在最佳工况。

③照明系统

a.采用高效率节能灯具和配件，使用细管荧光灯和紧凑型荧光灯。b.使用先进的灯具控制方案，合理选择照明线路，尽量减少电缆长度。c.非机房区域，应该充分利用天然光。

（3）空调节能措施

①新建数据中心机楼采用中央冷冻水空调系统，同时尽量加大冷冻水供回水温差，并考虑主机、水泵等的备份，避免单点故障，提高机房安全性。②通过限定能效比等技术参数，选用低噪高效风机，提高空调系统的效率。③冬季可利用室外冷却塔作为冷源，通过热交换器对空调冷冻水进行降温。④冷冻水管和室外冷却水管应设置保温层，降低冷量损失。

（4）设备节能措施

①设备节能主要从设备的采购选型环节加大管控力度，严格杜绝高能耗低性能设备，将能耗指标作为采购选型的重要考核指标。

②应根据实际业务需求及扩容规模合理选用服务器、存储类设备，切忌盲目追求高档设备，避免服务器、存储设备运行负荷过低。

③新增服务器建议尽量选用刀片服务器，刀片服务器应考虑具有良好扩展性和稳定性。宜优先选用采用了最新节能技术（如CPU动态电压调节技术等节能技术）的服务器[3]。

三、结束语

随着各电信运营商数据中心数量和规模的快速发展，数据中心的能耗成本问题开始成为各电信运营商的巨大负担。本文介绍了运营商现有数据中心节能改造技术方案并从多专业角度详细探讨了新建绿色节能型数据中心所采取的各项节能措施，对电信运营商建设数据中心机房具有一定借鉴意义。