数据中心机房节能运行现状与问题分析

王铭祥

（中国电信股份有限公司绍兴分公司， 浙江 绍兴 312000）

引言

企业在运营过程中会产生各种数据，如生产的各类产品的参数数据、客户的信息数据等。在国家节能减排和绿色发展的前提下，应当重视对数据中心的改造，将节能技术应用在机房中，减少能源消耗，进一步保证机房的稳定性和安全性[1]。

1 数据中心机房能耗情况

1.1 评估能耗指标

评估能耗指标（PUE）=数据中心年总耗电量/信息设备年耗电量。机房系统中计算能耗的部分有：空调系统、机房散热系统和直接供电装置。当电能利用率越接近1 时，能耗越低。另外，一般数据中心能耗水平基本处于1.6 左右，这也是大部分数据中心机房的常规电能利用率数值[2]。

1.2 数据中心机房的组成

机房的各个系统是按功能需求设置的，主要包括：机房区、办公区、辅助区的装修与环境工程；可靠的供电系统工程（UPS、供配电、防雷接地、机房照明、备用电源等）；专用空调及通风；消防报警及自动灭火；智能化弱电工程（视频监控、门禁管理、环境和漏水检测、综合布线、KVM系统等）[3]。

2 数据中心的节能减排技术

机房节能减排的重点是通过机房布局排列、优化机柜结构、引入精确送风和新风等新技术以及能效管理系统，达到节能减排的目的。

2.1 机房布局排列

数据中心机房的布局是否符合要求，最重要的是确保通风和排风效果，且布置合理。机房内设备的体积和大小类似，可以采用通道式排列，这就要求风口位置安排合理。设置好一个出口风可以对应墙壁或者出风口，但是不可对应其他的入风口[4]。入风口是用于带走机房热量的洞，若将出口风的热风送入到入风口，那么不仅导致机房内热量持续上升，还会耗费大量的能源，出现热岛现象，导致耗能的提升引起PUE 升高。

2.2 冷通道封闭

冷通道送出的风用于降温，如今的送风更加科学，不会出现环境温度降低但设备温度居高不下的情况。所以将冷通道封闭也可以避免出现热岛效应，让机房设备保持工作状态良好。

冷通道的封闭必然是全部，若有一两个没有封闭也难以达到预期效果。因为只有全部的冷通道封闭才能确保热风不会和冷风混合，冷热风混合会造成消耗大量电能却无法达到制冷效果。若封闭全部的冷通道，则可以保证空调送风情况，促进机房设备降温[5]。

2.3 精确送风技术

送风的风量和温度是受调节的，具体为：根据设备的参数和使用需求来计算冷风的参数，将冷风送到机柜冷气腔内，然后利用风量调节阀门控制风量[6]。这一过程让设备降温向着智能化和精准化迈进了一大步。精确送风为改善数据机房消耗电能过大提供了极大的便利。

2.4 新风系统

新风系统是将空气降温并过滤杂质后，送入到入风口，然后将热气利用排风口排出。这一过程不仅可以降低温度，还可以将部分水分带走，避免设备受潮。同时也可将清洁的风送入机房内，保证机房内部空气清洁。而当入风口的空气质量满足不了需求时，可以打开机房空调，降低室内温度，在智能控制下实现降温。另外，新风系统可以精准获取室内的温度，并根据机房内配备的空调数量和设备的放热量等情况，调节控制空调的温度和开启时间。这一功能降低了电能的耗用，同时也确保了机房设备的温度降低。但是若空气不够优良，还是应当采用其他技术[7]。该技术如图1 所示。

应用直接新风系统时，需要重点评估所在地区的全年空气质量，因为室外空气中包含有灰尘、二氧化硫、硫化氢、臭氧等有害成分，采用直接新风时存在污染机房、腐蚀机柜的风险，应用中需要考虑一定的物理过滤、化学过滤和湿度控制等空气处理手段，以满足机房环境要求。

2.5 蒸发冷却系统

直接蒸发是指空气和水资源的接触方式为空气直接和水蒸气接触，完成等含焓加湿降温，并且最低温度为进风口的最低温度。加湿后的空气会带走部分热量，将新风系统与直接蒸发结合使用，可以有效达到降低机房设备温度的目的，并且两者可以不同时使用。当外部温度较低时，可以不利用蒸发系统来完成空气降温，直接利用新风技术即可完成降温。若两者都开启，确保空气温度降低后再送入进风口，可避免机房设备温度升高过快的情况。但是需要注意避免机房内部湿度过大而影响到机房设备的使用寿命。

间接蒸发冷气技术是将上述技术获得的湿润空气送入机房中，该技术为非直接接触换热器。具体的过程可如图2 所示。因该技术中包括干湿温度球，在降低温度的同时不会影响到湿度，最低温度为进风口的球温度[8]。

3 数据中心生命周期内的节能减排建议

1）节能设备的选用和设计应当在机房建设规划阶段进行，充分考虑节能途径和方法，并根据以上内容完成节能方案的选择和研究，确保节能工作有序进行。

2）不同环境要求的节能技术也不相同，应当根据技术规范来确定好可用方案，避免后续设备和节能方案不匹配。同时应积极与设备厂家沟通，针对可能在购买和使用中出现的问题进行探讨分析，协商解决办法，最后签订双方都满意的合同。

3）数据机房建设和节能设备安装中，应当确保和设计要求一致，确保工人的施工技术满足使用要求，避免出现问题后再采取补救措施，耗费大量人力和物力。

4）加强对机房设备和节能设备的维护，要定期进行检查，确保设备工作状态良好，为机房节能打好基础。

4 结语

随着我国对节能减排工作的重视，特别是节能减排政策的陆续出台，加强数据中心机房节能工作的重要性不言而喻。因此，企业充分发挥自身优势，在机房中运用节能设备，并制定合理的管理制度，在促进机房节能减耗的同时，保证机房稳定运行。