IDC机房节能减排技术研究

【摘 要】随着IDC机房的业务发展，需要不断研究新的节能减排技术，实现IDC机房节能减排、高效安全的最终目标。本文结合IDC机房特点，分析了几种实现IDC机房节能的技术。

【关键词】IDC；节能；空调系统；机房

节约能源是中国经济和社会发展的一项战略任务，建设节能型社会、促进经济可持续发展，是实现全面建设小康社会的宏伟目标，是构建和谐社会的重要基础保障。IDC机房占地面积小，设备集中，发热量大的如大型主机、存储阵列等，数量众多，机房单位面积用电量大，成为了企业的用电大户。近年来，IDC发展迅速，处理能力越来越强的服务器，容量越来越大的存储设备和网络设备，需要消耗更多的电能，企业的用电成本急剧上增。为了实现企业节能减排，降低企业用电成本，要求我们必须要采取有效的节能技术降低IDC的能耗。

1、采用低能耗的设备

现代科学技术发展迅速，设备的集成度越来越高，单位设备的性能以及容量均比几年前翻了两番，但是其能耗上升却不大，在选择设备时，完全可以采用低能耗高容量的设备代替原有高能耗低容量设备。设备用电占IDC机房能耗的比重最大，在设备选用时，结合数据中心等级标准按需购置、按需扩容原则，采用低能耗高性能高扩展性设备，能在一定程度上降低机房能耗。

2、选用合适的供电方案以及供电设备

供电系统在提供电源的同时，会有电能损耗。虽然这些损耗在IDC机房总能耗中不占大头，但也是机房节能中不可忽视的部分。

一般IDC机房采用冗余供电系统，由于供电系统自身存在一定损耗，从单纯的经济角度考虑，冗余的供电系统纯粹在浪费能源。而且供电系统能耗占比随着设备用电量的下降而上升，特别是UPS系统，在IDC机房投产初期，供电系统能耗占比甚至可达20%。为了降低供电系统的能耗，必须根据设备的等级以及客户的等级对IDC机房内的用电设备进行有效合理的区分，制订相应的供电方案。如部分等级较低客户或者设备，可降低其供电系统的保障程度，提高机房能源利用率。目前IDC机房供电主要使用UPS设备，UPS设备损耗较大，谐波较多，容易造成供电系统的二次污染。另外现有交流设备均需经过2次交流转直流的变换才最终到设备端，这无形中增加了供电系统的能耗。近年来，我国在不断推广240V高压直流系统，用以代替传统的UPS系统。据相关厂家测试，对比传统UPS系统，高压直流系统总效率提高在10%-20%，当电源系统负荷较低时，节能效果会更加明显。目前江苏电信大规模使用高压直流系统代替传统的UPS系统，节能效果显著。

3、做好机房热管理，减少制冷能耗

制冷耗电是机房耗电的大头之一。影响制冷效率的因素很多，减少制冷能耗也可从多方面入手。做好机房热管理，是其中重要的一面。首先，提高机房密封性是提高制冷效率、降低能耗的前提条件，应做好墙壁、屋顶、地板、线缆出入口的密封工作，将窗户封闭或贴隔热膜，减少不必要的人员进出。其次，机房内部气流走向是否科学，是制冷系统是否有效运转的关键，注意以下几点可以优化气流走向。

3.1采用下送风、上回风方式。这种方式中，回风的热风比重轻，自然上升，不会与送风的冷风混合，是目前业界公认的效率较高的送、回风方式，通过“背靠背、面对面”的机架摆放方式来避免“级联加热”现象。“级联加热”是指由于所有机架都是前进冷风、后出热风，前排机架排出的热风被后排机架吸入，逐排加热，最终在机房后部形成过热的区域，如果把机柜摆放方式改成“面对面、背靠背”方式，机房内会自然地形成间隔的冷、热风通道。这样，热量将被局域于热风通道内，容易控制。

3.2规划机架内部的气流走向。首先，应避免气流受阻。在机架中应留出冷风自由上升的通道，避免设备完全将下送的冷风阻挡。其次，应避免气流紊乱。比如，机架中存在大片空位的话，容易造成冷热风混合。此时，应在空位放置机架挡板（盲板），阻止热风回流。

3.3布线整齐。对于下送风方式，最好采用上走线方式。如果必须在架空地板下走线，也应将线缆收纳整齐，不阻挡出风口。再者，“局部热点”是机房热管理中应特别重视的问题。随着服务器密集化、小型化、高效化发展，数据中心内可能会出现热密度特别高的机架。这些高密度机架形成了机房内的局部热点，成为影响制冷效率的棘手问题。

3.4严格限电，杜绝“热点”。将机架电流限制为定值，从根源上杜绝高密度机架的出现。然而，随着IT产业的发展，高密度机架的出现成为必然，一味地把顾客挡在门外，不如顺应发展，思考对策。

3.5合理布局，应对“热点”。当机架内有某个设备耗能特别大时，可将其置于机架的中下部，而不是上部；当机房内存在少量高热密度机架，可令其在整个机房内平均分布，而不是聚集在一起。

3.6在机房内划出专属的高热密度子区域，隔离高热密度机架。这样高热密度机架不会影响到周围的低密度机架。在封闭的小范围内，针对性地制冷，比对整个机房进行制冷效率高。

3.7使用内嵌式的制冷装置，即直接将制冷装置装在机架内，可以更精确地对“热点”进行制冷，比如在机架上安装储水的背板，通过水的流动带走机架中的热量。

4、选用合适的空调系统以及气流组织系统

在IDC机房中，空调系统以及气流组织系统规划是重中之重。据美国电力转换公司APC统计数据显示，数据中心的冷却成本大约占总能源账单的50%。而国际组织Uptime Institute指出，由于数据中心机房内气流不适当，用于冷却的冷空气有60%都浪费了；数据中心的过度冷却（overcooling）差不多达到实际需求的2倍，目前多数机房存在过度冷却问题，相应的机房空调机组耗能也比设计功率增加耗电50%以上，最终造成机房居高不下的高额运行费用。在美国，3年的纯能源成本消耗已经等同于设备购置成本。在欧洲，3年的纯能源成本消耗甚至已经两倍于设备购置成本。

5、结语

节能技术的选择和节能工程的实施，要以安全为第一前提，确保通信网络稳定、安全、可靠运行。节能方法或措施的选择要因地制宜，根据实际情况和条件，合理选择、综合评估。可以适当考虑节能技术的组合应用，以取得更大的节能效果。针对IDC机房的特点，结合IDC机房的具体情况，采用多种节能技术以及不断发展的新技术，如在空调中采用EC风机、将机房进行冷热通道隔离、在机房里采用单独湿膜加湿器等，将不断降低IDC机房能耗以及运营成本，提升企业的利润以及减少国家能源浪费，随着信息技术的高速发展以及全球化业务的迅速开展，IDC的机房工程未来将更加美好。

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