机房节能降耗技术浅析

摘要：深入贯彻国家对节能降耗和污染减排的要求，积极推广通信机房智能新风系统节能降耗技术，节约设备资源和降低能耗，助力低成本高效运行，提高企业的经济效益。

关键词：通信机房；智能新风系统；节能降耗；经济效益

中图分类号：TP308 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）25-5630-04

近年来，我国为贯彻以人为本、全面协调和可持续的科学发展观，坚持开发和节能并重，加快建议节约型社会的建设方针。在2005年，国务院下发《国务院关于做好建设节约型社会近期重点工作通知》，将节能作为一项基本国策。在2006年，我国政府再次将“节能减排”作为可持续的国民经济发展所必须遵循的、具有约束力的指标之一，并提出以节能降耗和污染减排为重要着手点、促进国民经济结构的调整，促进增长方式的转变和提高效益的发展方针。近期，在国家发改委和财政部制定的“节能产品政府采购实施意见”中，就要求在进行采购时，在产品的技术性能、服务质量相同的条件下，应优先选购列于”节能清单”中的产品。这样一来，高能耗问题必然会成为机房建设者和管理者所应该给予高度关注和必须解决的问题之一。

随着经济的快速发展，用户的不断增多，在生产运营过程中，通信运营商每年为“机房空调系统”所支出的电费在总机房支出电费中占相当大的比例，统计数据表明，空调系统耗电量占机房电费总量的37%以上，如何有效节能、减少空调电费的开支，这是做为一名机房管理者需要思考和解决的一个难题。

1 机房能耗现况及节能的重要性[1]

据相关部门的统计，2006年国内服务器的保有量已达182万台左右[摘自：机房建设与管理，2008年NO2.]。如果以每台服务器的平均功耗为400W来计算，每年由这些服务器所产生耗电量约63.77亿KWH。机房的设备系统是由服务器型的设备、存储设备和网络通信设备等所构成的。为了机房的设备系统能够正常运行，需要在机房中配备供电系统、空调系统、照明系统和运行保障系统，这些系统的功耗一般为设备系统功耗的1～1.8倍左右。按1倍设备系统的功耗来计算供电系统、空调系统、照明系统和运行保障系统的运行所产生的功耗也应该在63.77亿KWH左右。这样一来，机房的总功耗将高达127.54亿KWH。以一个拥有400台服务器的机房为例，为了维持其正常运行，每年机房总耗电量将达到280万KWH。如果能将这个机房的总能耗降低15%的话，每年就可以节约42万KWH左右的能耗。

随着机房所需功耗的急剧增加和电价的日益上涨，机房的电费支出成为企业经营过程中最重要的成本之一。如何节约机房运行成本成为机房管理人员越来越关注的问题。

2 机房能耗的组成及降耗的可能性

据 EYP（EYP Mission Critical Facilities Inc.） 对数据中心机房的能耗调研分析可知（见图1）：

1） 设备系统： 机房的设备系统由服务器型的设备、存储设备和网络通信设备等所构成的。所产生的功耗约占机房总的总功耗的50%左右。

由此可见：设备系统本身的功耗大小是决定机房功耗大小的问题所在。在确保IT设备安全、可靠运行的前提下，选用真正具有”节能效果”的IT产品是解决机房节能降耗的关键。

2） 空调系统： 机房中的空调系统因制冷、通风、加湿所产生的功耗约占机房所需的总功耗的37%左右。机房内部设备系统属于全年不间断高负荷运行，即使在冬季，也可能存在需要供冷的情况。因此空调机在全年的大部分时间均须运行，某些情况下须全年运行，运行周期较长，空调耗能大。如何选用制冷效率足够高的空调系统和合理有效的利用自然冷源取代空调给机房降温，势必会降低机房能耗。

3） 供电系统：机房中的供电系统，它的功耗约占机房所需的总功耗的10%左右。选用空载损耗、负载损耗低的供电设备，可以达到降低能耗的效果。

4） 照明系统：机房的中的照明系统，它约占机房所需功耗的3%左右。选用功耗较低的照明设备（如：节能灯、LED灯等），是降低机房能耗的可行方式。

根据上述资料，我们可以非常清晰的知道：在机房中，设备系统和空调系统的能耗占机房总功耗的87%，节能潜力巨大。供电系统和照明系统的能耗占机房总功耗的13%，节能潜力相当有限。对于新建机房来说，能否选用具有明显的节能效果的IT产品、空调、电力设备、照明设备是建设具有“节能、环保特色”机房的关键所在。对于已投入运行的机房来说，设备系统、供电系统、照明系统的节能降耗已不太现实，只有空调系统的节能是我们需要思考和解决的重点。

3 机房空调的节能

3.1 机房对环境的要求

3.2 机房空调的特点[2]

3.2.1 潜热量小

潜热主要来自机房工作人员和室外空气。目前国内机房大部分采用的是人机分离的管理模式，机房内没有散湿设备，机房围护结构密封较好，新风一般也是经过温湿度预处理后进人机房，所以机房潜热量较小。

3.2.2 风量大、焓差小

空调送风焓差小，风量大。由于机房内散热量中95%以上为显热，热湿比近似无穷大。另外，机房内潜热量较少，一般不需要除湿，空气经过空调机蒸发器时不需要降至零点温度以下，所以送风温差及焓差要求较小同时为了提高换热效果和保证机房气流组织，机房空调系统的送风量一般较大。

3.2.3 不间断运行、常年制冷

机房内部设备系统属于全年不间断高负荷运行，即使在冬季，也可能存在需要供冷的情况。因此空调系统在全年的大部分时间均须运行，某些情况下须全年运行，运行周期较长，空调耗能大。

3.2.4 送回风方式多样

空调系统的送风方式取决于房间内热量的发源及分布特点，空调的送风方式可分为下送上回、上送下回、上送侧回、侧送上回等。

3.2.5 静压箱送风

机房内空调送回风通常不采用管道，而是利用高架地板下部或天花板上部的空间作为静压箱送回风，静压箱内形成的稳压层可使送风均匀，使空间内各点静压相等。

3.2.6 洁净度高

根据《电子计算机机房设计规范》规定，主机房内的空气含尘浓度，在静态条件下测试，每升空气中大于或等于0.5um的尘粒数，应小于18000粒。主机房与其他房间、走廊间压差不应小于4.9Pa，与室外静压差不应小于9.8Pa。机房空调采用的是室内风循环，同时对空气进行除尘、过滤，确保机房洁净度的要求。

3.3 机房智能新风系统[3]

智能新风系统适合无人值守的通信基站、机房和设备中心，该系统具有系统完善、性能可靠、安装简单、操作方便、维护简单等优点。

3.3.1 系统的原理

3.3.2 系统的组成

智能新风系统主要是由控制器、进风装置（进风机、电动风阀、室外防雨棚）、排风装置（排风机、电动风阀、室外防雨棚），室内外温湿度传感器和其他安装附件组成。

采用进风装置和出风装置分别安装在机房建筑的对角墙面（具体安装位置需要根据机房实际条件来确定），实现机房内部空气的对流。

3.3.3 系统工作流程

通过控制器设置系统风机启动温度的室内外温差T1（一般建议3℃）、新风系统开启、关闭温度，空调系统开启、关闭温度，高温告警温度及其他参数。通过室内外温湿度传感器检测室内外温度、湿度，在程序的规范下控制新风系统与空调系统配合工作，达到机房温度调节的效果。

3.3.4 控制逻辑

1）当智能新风系统检测到机房内温度达到设定的新风系统开启温度时，系统自动打开电动风阀，开启风机将机房外较低温度的空气经过过滤后引入机房内，同时排出室内的热空气而达到降温的目的；

2）当智能新风系统检测到机房内温度达到设定的新风系统关闭温度时，自动关闭智新风系统的进、排风机和电动风阀，阻止内外空气流通；

3）当智能新风系统检测到机房内温度上升到设定的空调启动温度时，新风系统自动启动空调系统；

4）当智能新风系统检测到机房内温度下降至设定的空调关闭温度时，新风系统自动关闭空调系统；

5）当空调系统开启后，机房内温度还在持续上升、达到设定的高温告警温度时，新风系统自动开启，新风、空调同时工作，直到高温告警解除；

6）在新风系统正常通风时，当机房新风系统检测到机房内部的湿度值达到设定的上限值时，自动控制新风系统关闭风机组和风阀。

4 机房可用的自然冷源

5 结束语

机房节能降耗是一项任重道远的工作，我们要以科学技术为导向，以提高能源利用率为目标，以身作则，减少能源消耗，积极创造经济和社会效益，为我国经济社会的可持续发展提供强有力的支撑。

参考文献：

[1] 现代信息网络机房对节能降耗技术需求分析.

[2] 机房360.中国绿色数据中心.

[3] 沙占友.智能化集成温度传感器原理与应用[M]. 北京：机械工业出版社，2002：2-5.

[4] 机房智能新风系统应用技术[M].上海：上海中光信息工程有限公司.

[5] 2345天气预报网[EB/OL].http：///.