IDC数据机房节能减排技术研究分析

摘要：节能减排和绿色经济已成为全球经济发展的重要方向,本文简要介绍了IDC机房目前的机遇，对IDC机房的能源消耗进行了分析，并对此提出了IDC机房节能减排解决方案。

关键词：IDC、节能减排、方案运用

中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：

一、概述

随着互联网应用的普及，互联网数据中心(Internet Data Center，简称IDC)利用已有的互联网通信线路、带宽资源，建立标准化的电信专业级机房环境，为企业、政府提供服务器托管、租用以及相关增值等方面的全方位服务。迄今为止，IDC在电信、金融、税务、政府、交通等众多领域的需求快速增长。IDC不仅是数据存储的中心，而且是数据流通的中心，它是Internet网络中数据交换最集中的地方。

然而，随着互联网业务的迅速发展，IDC耗能呈逐步上升的趋势，为此，节能工作是重点。

二、IDC能源消耗分析

IDC服务托管作为一种物理载体在各企业的发展和运营中越来越突出。与此同时，数据中心也正以一种能源消耗黑洞的形式成为企业成本的隐形杀手。随着IDC机房新一轮建设热潮的兴起，电力供应、散热、运营成本对企业数据中心的影响逐渐扩大，日益攀升的能源成本正成为企业的巨大负担。

IDC机房是服务器、存储设备、通信设备、冷却设备、负荷开关、UPS、配电柜、机架及配电网络等设备比较集中的场。在IDC机房中，其主设备耗电占45%—55%，空调设备占35%—45%，电源设备及其他占10%—15%。因此IDC节能，应主要从空调、主设备、电源等方面考虑；对于现有机房，要从空调改造（含气流组织优化）、能耗较大主设备替换及电源改造等方面考虑。

三、IDC机房节能减排方案运用

3.1合理的建筑规划设计

本部分主要针对新建IDC机房的节能减排设计。扩建、改建的通信机房节能设计可参照执行。节能减排设计所采用的节能措施和方案应不得降低系统运行的安全性。

IDC通信机房的总体布局要求：

（1）通信机房选址要求应满足YD/T5003-2005《电信专用房屋设计规范》的相关规定。

（2）通信机房总平面的布置和设计，宜充分利用冬季日照和夏季自然通风，并避开冬季主导风向。其主要朝向宜选择本地区最佳朝向或接近最佳朝向，避开夏季最大日照朝向。

3.2先进的空调与通风系统

IDC机房的空调能耗占机房总能耗达到35%~45%左右，应该将降低空调能耗作为机房节能减排工作的重点工作。

IDC机房应该根据IDC机房所处的热工设计分区，所处区域实际的气候环境特点以及节能减排技术本身的成熟度、节能效果、改造成本、维护量等方面考虑进行合理评估与选用。

应该多方面、多角度充分利用各种不同的节能技术：

（1）对于规模较大且发展速度较快的新建机楼，在冷源系统选择上应该优先考虑水冷空调，整体规划机楼的冷源系统。为保证瞬时停电时水冷空调仍然能连续运行，在有条件的情况下可设置蓄冷罐。对于规模不大或单独的机房可选择风冷空调。

（2）在末端气流组织方式上，应该优先考虑下送风及“先冷设备，再冷环境”的气流组织方式。

（3）在空调设备采购上，应采购高效、节能的空调设备。

（4）应充分利用室外自然冷源的作用，特别是全年平均温度较低的地区。

根据空调节能技术的原理不同，目前，在IDC机房应用的节能减排技术主要分为以下几种类型：提高空调制冷效率、气流组织优化、自然冷源利用。

在提高空调制冷效率方面包括采购高效、节能的机房专用空调；冷媒节能控制器；水冷空调等。在气流组织优化方面主要包括划分冷热通道、冷热通道隔离；地板下送风（机柜内直接送风、冷通道送风）等。在自然冷源利用主要包括：智能通风；智能换热器；热管空调；冷却塔供冷等。

3.2.1提高空调制冷效率

（1）采购高效、节能的机房专用空调：机房专用空调的节能指标主要从能效比EER、综合部分性能系数IPLV、冷风比CAR、显热比SHR等四方面进行评价。在采购价格相对合理的情况下，应尽可能采购EER和IPLV高（不得低于国家标准《计算机和数据处理机房用单元式空调机》所规定的数值）、显热比大（不小于90%）、冷风比小的机房专用空调。以体现机房显热量大的特点及大风量小焓差的送风工艺特性。

（2）水冷空调：由于水冷却方式比风冷却方式效率高，因此有条件的公司，在前期规划设计阶段应考虑采用水冷空调。

（3）冷媒节能控制器：冷媒节能控制器是在保证制冷压缩机运行可靠性的前提下，通过冷媒循环状态控制的优化，达到制冷压缩机节能的效果。核心原理是：气容和特殊的结构产生高速稳定的湍流，减少管壁边界层和闪蒸汽，使蒸发器和冷凝器换热效率和换热面积增加，压缩机出口压力降低，以达到节能的效果。也就是说通过ERC的控制，空调制冷机组提高了能效比EER。

3.2.2气流组织优化

（1）划分冷热通道、冷热通道隔离：冷热通道的划分能合理优化气流组织方式，避免前排机柜排风被后排机柜吸入，造成局部机柜过热现象。因此，在规划设计阶段，应优先考虑划分冷热通道或冷热通道隔离，机柜采用面对面、背对背的布置方式。

（2）地板下送风：地板下送风是通过在机房内设置架空地板，空调冷风先送入架空地板层内，架空地板层相当于静压箱的作用，再通过机柜底部的开口送入机柜内或冷通道的送风口送入机房中。实现了“先冷设备、再冷环境”的送风理念，符合热气流上升的自然原理，优化气流组织方式。

3.2.3自然冷源利用

（1）智能通风：智能通风是当室外温度较低时，直接将室外新风通过过滤作用后送风机房内，再对机房冷却后排出室外，外加一定的控制系统。

（2）智能换热器：智能换热器是当室外温度较低时，室外空气与室内空气通过板式换热器进行热交换，达到降低室内空气温度的目的，室外新风不进入室内。

（3）热管空调：热管空调的核心元件为热管，通过热管的超导特性及室外温度比室内温度低的特点，将室内热量排出室外。

（4）冷却塔供冷：在水冷空调的基础上，当室外温度较低时，将冷水机组主机停机，室内冷冻水通过板式换热器与冷却水换热，冷却水温度升高后通过冷却塔的散热作用，将热量排出室外。

3.3低消耗的主设备选择

IDC机房中，新引进主设备应该符合绿色采购规范中关于各类主设备节能相关规定，在源头处把好节能关。有步骤地采用高集成度的设备替代原有的设备，对老旧设备进行评估，对于性能低、能耗大的设备进行退网处理。

机房采用精确管理，优化机房设备布局，分散摆放耐热性差、散热量高的设备，减少机房空调的使用。

3.4节能的电源系统技术

通信机房电源设备根据设备耗电负荷精确化配置，其扩容空间和容量可保证中、远期发展。对重要性不高和容量较小的机房，可选择使用模块化UPS技术。IDC在进行电源设备配置时应较准确地预测用户发展及负荷增长，避免造成设备利用率和转换效率过低，引起不必要的电能损耗。

对IDC，严格控制上架IT设备电源质量，杜绝低效高耗设备入网。

3.4.1技术节能

高压直流技术：在充分保障供电安全和人员安全的前提下，在技术水平能力较高和条件较好地区，对高压直流技术进行试点建设。

该技术目前还未完全成熟，可以进行小规模试点。

3.4.2管理节能

机房设备准入管理：加强IDC用户设备准入测试的执行力度，引入“IT设备电源质量测试技术”。

提高供电设备的负荷率：在保证设备安全的情况和符合运维部分的相关规程的前提下，提高供电设备的负荷率。

四、结束语

随着经济的快速发展，能源紧张这一问题日益突出，节约能源、保护环境，创造和谐社会，使经济发展向又好又快发展，这个已成为全社会的共识。建设一个既要系统稳定与安全、节能降耗、智能化管理、业务变更灵活又要节能的新一代IDC是业界共同追求的目标。

参考文献

[1]李洁、石友康，通信节能减排技术研究，电信网技术，2011年01期

[2]中国电信集团，中国电信集团节能减排指导意见(2010版)，2010年3月