IDC數(shù)據(jù)中心機(jī)房降耗方案研究

張建波

昆明理工大學(xué)津橋?qū)W院

IDC數(shù)據(jù)中心機(jī)房降耗方案研究

張建波

昆明理工大學(xué)津橋?qū)W院

IDC在我國(guó)的發(fā)展十分迅速，IDC機(jī)房建設(shè)的數(shù)量與規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，但是目前我國(guó)IDC機(jī)房的PUE值卻遠(yuǎn)高于西方發(fā)達(dá)國(guó)家的平均水平，這與國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)發(fā)展觀以及我國(guó)節(jié)能減排工作的倡議是違背的。在此背景下，筆者對(duì)我過(guò)當(dāng)前IDC機(jī)房能耗現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)和能耗值偏高的原因進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際情況提出合理可行的降耗方案，進(jìn)而希望這些方案可以為我國(guó)IDC機(jī)房的建設(shè)和改造提供些許參考價(jià)值，為我國(guó)節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)綿薄之力。

IDC；機(jī)房；節(jié)能降耗

引言

Internet Data Center（簡(jiǎn)稱IDC）即互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心，該技術(shù)依托于互聯(lián)網(wǎng)，從概念上我們也可以將它理解為商業(yè)化的公共互聯(lián)網(wǎng)機(jī)房，它的作用是為數(shù)據(jù)的集中收集、存儲(chǔ)和處理的設(shè)備提供運(yùn)行維護(hù)的設(shè)施基地及相關(guān)服務(wù)等。IDC在我國(guó)的發(fā)展十分迅速，IDC機(jī)房建設(shè)的數(shù)量與規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，但是目前我國(guó)IDC機(jī)房的PUE值卻遠(yuǎn)高于西方發(fā)達(dá)國(guó)家的平均水平，這與國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)發(fā)展觀以及我國(guó)節(jié)能減排工作的倡議是違背的，所以各企業(yè)應(yīng)主動(dòng)加大對(duì)IDC節(jié)能減排工作的開(kāi)展。筆者在此背景下，對(duì)我國(guó)當(dāng)前IDC機(jī)房的能耗現(xiàn)狀及原因進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的節(jié)能降耗方案。

1.國(guó)內(nèi)IDC機(jī)房能耗現(xiàn)狀及原因分析

1.1 國(guó)內(nèi)IDC機(jī)房能耗現(xiàn)狀

PUE是IDC機(jī)房能耗的指標(biāo)，其算法是數(shù)據(jù)中心消耗的所有能源與IT負(fù)載使用的能源的比值，基準(zhǔn)是2，越是接近1該數(shù)據(jù)中心的降耗水平越高。目前我國(guó)大型具有規(guī)模化和體系化的IDC運(yùn)營(yíng)公司，IDC機(jī)房PUE普遍在2到3之間，而國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家如Facebook等知名互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)IDC機(jī)房PUE值普遍都在1.5以下，甚至更低，可見(jiàn)我國(guó)這些企業(yè)在IDC機(jī)房建設(shè)和改造中還需要不斷向這些企業(yè)借鑒采用的降耗技術(shù)。

我國(guó)以騰訊等公司為首的大型互聯(lián)網(wǎng)龍頭企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始了IKC機(jī)房降耗實(shí)踐，如騰訊公司當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的節(jié)能性能比普通的數(shù)據(jù)中心節(jié)能已經(jīng)超過(guò)了20%。雖然我國(guó)這些互聯(lián)網(wǎng)劇透在IDC節(jié)能上已經(jīng)取得了一定的成果和進(jìn)展，但是我國(guó)目前IDC能耗大的問(wèn)題仍然很普遍，節(jié)能降耗仍有改進(jìn)提升的空間。

1.2 國(guó)內(nèi)IDC機(jī)房能耗原因分析

IDC機(jī)房能耗是由IDC機(jī)房設(shè)備用電損耗、空調(diào)制冷系統(tǒng)用電損耗（比重最大）、供電系統(tǒng)用電損耗及其他一些輔助設(shè)備用電損耗組成，我國(guó)IDC機(jī)房PUE指偏高的原因有：

（1）在我國(guó)大多數(shù)的IDC機(jī)房中，IDC機(jī)房設(shè)備能耗偏高；

（2）由于機(jī)房布局、業(yè)務(wù)等原因，空調(diào)制冷系統(tǒng)利用率低；

（3）供電系統(tǒng)布局不合理，供電線路冗余、供電設(shè)備利用率低，供電系統(tǒng)損耗嚴(yán)重；

（4）未能優(yōu)化配置導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心機(jī)房的能耗。

2.IDC機(jī)房節(jié)能降耗方案

2.1IDC機(jī)房建設(shè)和改造的基本原則

在對(duì)新IDC機(jī)房建設(shè)和高能耗的IDC機(jī)房改造時(shí)，需要根據(jù)數(shù)據(jù)中心機(jī)房的特點(diǎn)進(jìn)行合理的、有針對(duì)性的建設(shè)和改造，是在充分考慮眾多影響因素，綜合考慮IDC機(jī)房的經(jīng)濟(jì)效益的情況下，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與節(jié)能效益相結(jié)合的節(jié)能降耗改進(jìn)。

2.2IDC機(jī)房新建和改造采用能耗低的機(jī)房設(shè)備

隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步，新設(shè)備的性能不斷提高，能耗在有些情況下比舊設(shè)備甚至更低，所以在IDC機(jī)房新建和改造時(shí)，若經(jīng)濟(jì)條件允許，可適當(dāng)購(gòu)置些性能好、擴(kuò)展性高、集成度高但相對(duì)能耗較低的新型設(shè)備，切忌盲目購(gòu)置與更換大容量設(shè)備，應(yīng)遵循按需購(gòu)置的原則，避免浪費(fèi)。

2.3 選用合理的空調(diào)系統(tǒng)

由IDC機(jī)房能耗占比可以看出，空調(diào)系統(tǒng)的能耗在總能耗中占比最大，約是40%左右。因此，在IDC機(jī)房建設(shè)和改造過(guò)程中，空調(diào)系統(tǒng)的布局是重中之重，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)和安裝降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗，將非常有效地降低IDC機(jī)房整體的能耗值。

2.4 優(yōu)化供電方案和改進(jìn)供電設(shè)備

IDC機(jī)房供電系統(tǒng)為保證供電的正常運(yùn)行，常常會(huì)采用冗余的供電設(shè)計(jì)和設(shè)備，這對(duì)電能的損耗不容小覷，特別是不間斷供電系統(tǒng)設(shè)備的能耗普遍較大且諧波較多，很容易造成諧波污染進(jìn)一步擴(kuò)大供電系統(tǒng)的能耗。綜上所述，我們必須對(duì)IDC機(jī)房的供電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。具體的優(yōu)化改進(jìn)措施可根據(jù)IDC機(jī)房中的用電設(shè)備的實(shí)際使用情況進(jìn)行分析總結(jié)。如從提高IDC機(jī)房電能利用率上講，對(duì)一些要求不高的設(shè)備或用戶，不對(duì)其設(shè)置備用電源；如針對(duì)不間斷供電系統(tǒng)中設(shè)備損耗大、諧波污染的問(wèn)題，可以采用高壓直流供電系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的UPS系統(tǒng)，江蘇電信使用高壓直流系統(tǒng)后將電能利用率提高了約15%，節(jié)能降耗效果十分良好，該經(jīng)驗(yàn)值得學(xué)習(xí)借鑒。

2.5 合理布局機(jī)房和優(yōu)化機(jī)柜散熱方式

在IDC機(jī)房的布局中，如果產(chǎn)熱設(shè)備和散熱設(shè)備布局不合理、機(jī)柜散熱方案制定不合適，那么機(jī)房整體的散熱都將受到嚴(yán)重影響，更可能會(huì)因溫度過(guò)高而導(dǎo)致高危引發(fā)損失。所以在對(duì)IDC機(jī)房布局的時(shí)候，應(yīng)盡量把握以下幾個(gè)原則：

（1）將發(fā)熱量高的設(shè)備盡可能的分散擺放，應(yīng)保證其散熱的流通性；

（2）應(yīng)選擇遵循前進(jìn)后出、水平通風(fēng)進(jìn)排風(fēng)結(jié)構(gòu)相同的機(jī)柜；

（3）防止冷熱氣流混合，保證設(shè)備進(jìn)行冷卻的進(jìn)風(fēng)溫度恒定；

（4）減少障礙物，保持機(jī)房邱柳流通途徑的順暢。

3.結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)總結(jié)當(dāng)前我國(guó)IDC機(jī)房能耗的現(xiàn)狀和對(duì)IDC機(jī)房能耗值偏高的原因進(jìn)行分析，根據(jù)IDC機(jī)房建設(shè)和改造的基本原則，結(jié)合IDC機(jī)房能耗值偏高的的原因給出了一些合理可行的機(jī)房降耗方案，希望這些方案可以為我國(guó)IDC機(jī)房的建設(shè)和改造提供些許參考價(jià)值，為我國(guó)節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)綿薄之力。

[l]蘇玉良論企業(yè)級(jí)IDC節(jié)能策略[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2013(2).

[2]蘇玉卓,操明立.IDC節(jié)能措施探討[J].田郵電設(shè)計(jì)技術(shù),2010, 10：007.

[3]曹穎.通信企業(yè)IDC機(jī)房節(jié)能減排的研究[D].上海交通大學(xué), 2012.

[4]古燕鋒.IDC機(jī)房節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐探討[J]中國(guó)新通信,2013,15(6)：49-50.

[5]郭偉祥.互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排評(píng)估研究[J].現(xiàn)代電信科技,2012(10)：15-18.