數(shù)據(jù)中心機房基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)新技術(shù)研究與探索

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引言

數(shù)據(jù)中心它是具有較高的數(shù)字化和信息化的，所以在運行過程中，要求更高的安全性和可靠性，尤其數(shù)據(jù)中心它是一個具有較高耗能的產(chǎn)業(yè)，如果能夠?qū)崿F(xiàn)較有成效的節(jié)能降耗效果，那么對行業(yè)發(fā)展來說具有非常重要的現(xiàn)實意義。當(dāng)前國家都在提倡節(jié)能減排，不斷進行新技術(shù)的研發(fā)，達到較為理想的節(jié)能降耗效果。本文從動力系統(tǒng)以及制冷系統(tǒng)等多方面，對這些節(jié)能降耗新技術(shù)進行了研究和分析，以期能夠?qū)?shù)據(jù)中心的節(jié)能降耗提供參考。

1 制冷系統(tǒng)方面的新技術(shù)研究

（1）節(jié)能控制。根據(jù)數(shù)據(jù)中心的理論計算和工程經(jīng)驗，對冷凍水溫度進行提升，能夠明顯的對機組效率進行改善，實現(xiàn)降低能耗的作用同時，冷凍水溫度上升能夠在很大程度上使冷凍水管傳輸過程中的損耗降低，從而實現(xiàn)較為有效避免系統(tǒng)和末端設(shè)備出現(xiàn)接入的情況。此外，提高冷凍水溫度，能夠在很大程度上減輕機組運行負載，使得相關(guān)設(shè)備的運行健康狀況得以改善，延長維修周期，降低對各個設(shè)備以及配件的更換費用。由于數(shù)據(jù)中心，全年都需要制冷，所以如果對冷凍水溫度進行提升是能夠明顯的改善冷水機組的效率的，能夠使設(shè)備運行更加的健康，對機房的溫濕度也能夠起到很好的調(diào)節(jié)作用，并且可以對自由冷卻時間產(chǎn)生延長的作用，實現(xiàn)節(jié)能制冷系統(tǒng)費用的降低，使得數(shù)據(jù)中心的PUE降低。根據(jù)相關(guān)的設(shè)計規(guī)范規(guī)定建議采用較為明顯的供回水溫度達到節(jié)能的目的，因此，高水溫功能，能夠?qū)崿F(xiàn)較為明顯的制冷系統(tǒng)降耗，提升節(jié)能水平。

（2）冷水機組及其跟板換串聯(lián)的架構(gòu)。冷水機組跟板換串聯(lián)架構(gòu)，這種新技術(shù)的作用方式，是通過將板式換熱器在水冷側(cè)進行設(shè)置，并且跟冷水機組實現(xiàn)對應(yīng)布置。在冬季的時候，通過對板式換熱器的自由冷卻方式，在過渡季節(jié)，可以很好地通過冷回水溫度，充分利用室外冷源來降低費用，而冷水機組的壓縮制冷，也能夠起到節(jié)省運行費用的作用。這種冷水機組和板換串聯(lián)架構(gòu)的新技術(shù)，可以根據(jù)室外環(huán)境溫度分為三種運行模式：一種是通過壓縮機制冷，也就是說冷水機組來發(fā)揮作用，而板式換熱器停止工作。第二種是聯(lián)合制冷，也就是說，先使用板式換熱器來預(yù)冷，隨后在通過冷水機組制冷。第三種模式，是完全自由冷卻，冷水機組以及板式換熱器都停止工作，跟數(shù)據(jù)中心采用的冷水機組和板換并聯(lián)架構(gòu)相比，這種新技術(shù)不同串聯(lián)架構(gòu)在很大程度上對系統(tǒng)架構(gòu)進行了簡化，使得實際的控制方式更為明確和清晰，在實際的運行和維護過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)較為平滑便捷的切換，使得運維風(fēng)險能夠明顯降低，系統(tǒng)安全可靠性得以提升。

（3）冷源站設(shè)備。近幾年來，高壓變頻技術(shù)取得了非常快的發(fā)展，對這項技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛，高壓變頻冷水機組，也就是對這項技術(shù)的應(yīng)用，使得高壓供電快速啟動簡潔、變頻器節(jié)能投資少、占地面積小等特點得到充分的發(fā)揮。跟過去傳統(tǒng)的高壓電瓶劇組進行比較，這種新的技術(shù)對于降低能耗、變頻器變頻調(diào)速方面具有明顯的優(yōu)勢，能夠明顯降低機組在很多情況下的能耗消耗，大約可以實現(xiàn)15%的節(jié)能效果。此外這種高壓變頻機組，具有快速啟動、減少喘振發(fā)生以及降低人機噪音等特點，數(shù)據(jù)中心通過對這套系統(tǒng)的運用，能夠明顯提升機組效率，降低運行費用，自然風(fēng)冷卻機組很多時候采用的都是傳統(tǒng)風(fēng)冷機組結(jié)合自然冷卻盤來實現(xiàn)明顯的自由冷卻作用。在冬季的時候，普遍通過自然冷源制冷，而夏季的時候則可以更換為壓縮機制冷，而在中間的過渡季節(jié)，則可以結(jié)合壓縮機和室外自然冷源，來進行制冷[1]。

2 動力系統(tǒng)方面的新技術(shù)研究

（1）不間斷電源。文化模塊UPS這種新的技術(shù)是，在多個模塊并列的情況下，來實現(xiàn)大功率的輸出，每個系統(tǒng)都由靜態(tài)開關(guān)功能、功率模塊以及監(jiān)控模塊所組成，功率模塊并聯(lián)的方式來實現(xiàn)平均分擔(dān)負載，在出現(xiàn)故障的時候會進行系統(tǒng)的自動退出，而轉(zhuǎn)換為由其他功率模塊來進行負載的承擔(dān)，使得具有獨特的冗余，能避免設(shè)備出現(xiàn)單點故障，最大限度地保證電源的可靠性。

（2）制冷配電母線。制冷配電母線，是采用偽造式低壓母線，來對數(shù)據(jù)中心的機房末端設(shè)備，進行供電，取代了過去的精密配電柜加電纜的傳統(tǒng)的供配電方式，并且配備使用了即插即用的插接箱，能夠在母線槽不斷電的情況下，進行較為靈活的任意位置的斷開和連接，從而達到快速部署隨需而變的目的。跟傳統(tǒng)的方式相比，制冷配電母線能夠明顯的對機柜空間進行節(jié)約，使得對機房配置的擴容更為方便，可以根據(jù)用電需求，進行靈活的隨需增減，并且可以進行靈活的三項和單項轉(zhuǎn)換。

（3）鋰電池。在過去，都是普遍采用鉛酸蓄電池，這種電池放電倍率低，所以體積非常龐大，并且重量非常重，而鋰電池具有更好的輸出功率密度，能量密度更高，占地面積只相當(dāng)于傳統(tǒng)鉛酸蓄電池的一半左右，體積非常的小，重量也相對較輕，大概為傳統(tǒng)蓄電池的五分之一，并且鋰電池生命周期更長，不需要進行維護，能夠具備較強的溫度適應(yīng)性，并且所需的充電時間較短，能夠在出現(xiàn)運行中斷情況時發(fā)揮非常重要的供電作用[2]。

3 結(jié)束語

總的來說，數(shù)據(jù)中心各項基礎(chǔ)設(shè)施，它在很大程度上奠定了數(shù)字化和信息化的基礎(chǔ)，對數(shù)據(jù)中心的運營水平和建設(shè)起到了很大的決定作用。本文針對數(shù)據(jù)中心的節(jié)能降耗方面各項新技術(shù)的研究，在制冷系統(tǒng)以及動力系統(tǒng)等相關(guān)方面的新技術(shù)進行了講解，各項新技術(shù)的占地節(jié)能以及運行維護方面的優(yōu)勢都非常明顯，能夠有效提升安全性和可靠性還有高效運行，對相關(guān)新技術(shù)的研究，可以為機房的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，實現(xiàn)節(jié)能降耗提供參考。