文|崔杰
計算機網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和發(fā)展,核心機房能耗急劇增加,漸漸龐大的數(shù)據(jù)中心與環(huán)保節(jié)能對機房提出了更高的要求。隨著國家節(jié)能減排政策逐步推進和深化,規(guī)劃和建設(shè)具有更加節(jié)能環(huán)保特性的核心機房也提到了議事日程。下面就通過本單位在核心機房建設(shè)中如何降低能耗,節(jié)能減排談一些體會。核心機房建設(shè)是依據(jù)國家相關(guān)法律、法規(guī);行業(yè)與區(qū)域規(guī)劃、行業(yè)準入;產(chǎn)業(yè)政策和相關(guān)標準與規(guī)范來設(shè)計,相應(yīng)的節(jié)能依據(jù)為《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB50019-2003,《空調(diào)通風系統(tǒng)運行管理規(guī)范》GB50365-2005,《建筑照明設(shè)計標準》 GB500034-2004,《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB/T50052-1995等,下面文章中所包含的數(shù)據(jù)都是以此為依據(jù)。
采用PUE值來衡量一個核心機房是否節(jié)能環(huán)保,PUE值(Power Usage Effectiveness,電力使用效率)是國際上比較通行的數(shù)據(jù)中心電力使用效率的衡量指標。PUE值是指數(shù)據(jù)中心消耗的所有能源與IT負載消耗的能源之比。PUE值越接近于1,表示一個數(shù)據(jù)中心的綠色化程度越高。依據(jù)我國國內(nèi)電信行業(yè)運營商關(guān)于數(shù)據(jù)中心節(jié)能的內(nèi)部評價標準,PUE在2-2.5之間就屬于“好”,1.5-2屬于“很好”。
機房設(shè)備合理的擺放位置,冷熱通道分布,氣流組織設(shè)計,可以避免因局部熱點,導致空調(diào)溫度設(shè)置過低所引起的高能耗。為了使送風均勻,能夠較為迅速、有效地帶走機器熱量,需要采用整個活動地板下的空間作為精密空調(diào)送風的靜壓箱,并在機柜之間的冷通道布置地板送風口。
地板送風口送風的特點就是射流的擴散和混合較好,溫差和風速衰減快,因此機房內(nèi)溫度和速度分布較均勻。機房內(nèi)的機柜安裝均采用面對面、背靠背方式,機柜正面為冷通道,背面為熱通道,冷空氣從機柜正面進入機柜,經(jīng)過給機柜內(nèi)冷卻后,由機柜背面流出機柜,最終至空調(diào)機組回風口。地板出風口數(shù)量根據(jù)送風量及送風速度準確計算,送風口的位置應(yīng)布置在機柜前方,可以通過調(diào)節(jié)地板送風口位置使機房送風更加均勻??照{(diào)送、回風冷熱通道如圖所示。
機房空調(diào)采用地板下送風,隔斷上部回風百葉回風或機房內(nèi)回風的送回風方式,整個地板下的空間作為送風靜壓箱,因此地板下靜壓箱內(nèi)的線槽及其它管路的敷設(shè)不允許切斷送風氣流。為了減小地板下線槽的阻力,需使線槽的敷設(shè)方向與空調(diào)的送風方向平行,盡量減少氣流阻力,增大空調(diào)的制冷能力。對于采用冷熱通道布置形式的機房,應(yīng)盡量將線槽布置在熱通道的地板下,從而不影響精密空調(diào)的送風。
機房有多套專用空調(diào),選用高節(jié)能率的機房專用空調(diào)和對多臺空調(diào)進行有效合理的節(jié)能控制管理,是機房制冷系統(tǒng)主要的節(jié)能措施。實現(xiàn)節(jié)能空調(diào)節(jié)能控制邏輯功能有疊成:根據(jù)機房內(nèi)熱負荷的變化自動控制機組中空調(diào)機的運行數(shù)量,達到節(jié)能5-10%。避免競爭運行:同一機房內(nèi)多臺空調(diào)機同時運行在相反狀態(tài)(制冷/加熱、加濕/除濕),達到節(jié)能3-5%左右。
機柜數(shù)量與精密空調(diào)。一臺10萬大卡精密空調(diào)機可配置10臺機柜功率密度8KW/機柜,15臺機柜功率密度4KW/機柜((8×10+4×15)×0.8=112KW 112×861=96432大卡)。
UPS供電系統(tǒng)節(jié)能特性的優(yōu)劣是決定機房能否節(jié)能不可或缺的要素。通過采用輸入電流諧波治理+電容性的相移功率因數(shù)補償調(diào)節(jié)技術(shù)、高效率UPS的設(shè)計+“動態(tài)休睡”技術(shù)、UPS輸出功率因數(shù)與IT設(shè)備輸入功率因數(shù)之間的匹配技術(shù)等節(jié)能型UPS供電系統(tǒng),能極大地改善能源消耗。UPS的效率除與本身設(shè)計相關(guān)外,與其帶載率有絕對的關(guān)系。當UPS系統(tǒng)被設(shè)計為1+1并機,或雙總線時,其單機滿載帶載率為50%。而UPS系統(tǒng)被設(shè)計為2+1并機,或三總線式,其單機滿載帶載率為66%。UPS帶載率66%的效率高于帶載率為50%的狀態(tài),節(jié)能率高達3%以上。
機柜數(shù)量與UPS的關(guān)系。按照UPS供電余量的40%,功率因數(shù)0.8, 滿足30分鐘供電延時計算,UPS供電總?cè)萘窟_到3125KVA(1000KW/0.4/0.8=3125KVA),就可滿足2 5臺功率密度為8 K W的機柜,200臺功率密度為4KW的機柜需求(U P S供電負荷25×8+200×4=1000KW)。
根據(jù)機房運維理論,機房照明能耗只占機房總能耗的2%左右。機房采用節(jié)能無電磁污染的LED日光管照明格柵燈具,它屬于冷光源,直流驅(qū)動低功耗,節(jié)省電能達到80%。雖然價格較高,但使用壽命比普通日光燈長十倍。主機房采用LED燈后,照明度達700LX,比普通燈管增加20%,能耗減少70%。
現(xiàn)實中心機房節(jié)能減排,取得最大化的能源效率和最小化的環(huán)境影響,綠色核心機房是未來發(fā)展的必然趨勢。