如何建設(shè)高效節(jié)能的數(shù)據(jù)中心機(jī)房？
訊道通信，是一家專業(yè)從事網(wǎng)絡(luò)信息應(yīng)用平臺(tái)組建研發(fā)，致力于數(shù)字化城市和智慧城市建設(shè)中計(jì)算機(jī)中心機(jī)房、安防監(jiān)控、智能樓宇、數(shù)字化信息應(yīng)用等領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工程服務(wù)、軟硬件開發(fā)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)的完整解決方案提供商。
001／IDC能耗分析
IDC機(jī)房能耗中，設(shè)備用電、供電系統(tǒng)、空調(diào)制冷系統(tǒng)這三部分占95%以上。根據(jù)中國(guó)電信節(jié)能技術(shù)藍(lán)皮書所載，一般機(jī)房?jī)?nèi)芯片級(jí)主設(shè)備1W的功耗會(huì)導(dǎo)致總體耗電量達(dá)到2.68-2.84W，而其中機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)的耗電量約占機(jī)房總能耗的40%，設(shè)備用電占40%左右，其余則占20%左右。
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國(guó)際公認(rèn)的數(shù)據(jù)中心電力效率標(biāo)準(zhǔn)：能源利用率（PUE），
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PUE=數(shù)據(jù)中心總能耗/IT設(shè)備能耗，PUE是一個(gè)比率，越接近1表明能效水平越好。中國(guó)移動(dòng)目前最好的情況約在1.58，國(guó)內(nèi)做得最好的是百度的1.36，國(guó)際最好則是google的1.1。
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為達(dá)到數(shù)據(jù)中心機(jī)房高效節(jié)能目的，建設(shè)目標(biāo)有：
a.空調(diào)系統(tǒng)：在所屬地區(qū)通信行業(yè)領(lǐng)域，首次采用集中式風(fēng)冷冷水空調(diào)系統(tǒng)。
b.布局及工藝：根據(jù)IT設(shè)備的散熱方式，充分考慮機(jī)房運(yùn)行的細(xì)節(jié)功能化設(shè)計(jì)。c.電力系統(tǒng)：采用智能電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)強(qiáng)電列頭柜總輸入以及每路輸出的監(jiān)測(cè)。最終達(dá)到TIA-942中的T3+等級(jí)，保證全年IT負(fù)荷滿載PUE水平達(dá)到1.5以下。
002／空調(diào)室外系統(tǒng)組成
空調(diào)的室外系統(tǒng)由以下三部分組成：
環(huán)形管網(wǎng)水系統(tǒng)：該系統(tǒng)保證每個(gè)節(jié)點(diǎn)故障均可以在線檢修，并不影響整體系統(tǒng)使用，每一個(gè)主節(jié)點(diǎn)均可以獨(dú)立切斷且不影響水系統(tǒng)運(yùn)行，水系統(tǒng)在任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)斷開后仍然可以保證支持100%的負(fù)載運(yùn)行。
自然冷卻模塊：通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的干冷器及其輔助裝置對(duì)冷凍水回水進(jìn)行冷卻并接近或完全達(dá)到供水水溫要求：12℃。自然冷卻模塊在過(guò)渡季節(jié)或冬季使用。
風(fēng)冷冷水機(jī)組：通過(guò)壓縮機(jī)制冷提供12-18℃冷凍水，并且僅在夏季和過(guò)度季節(jié)使用。
003／水系統(tǒng)防凍邏輯設(shè)計(jì)
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步驟一：判斷水溫。冬季，室外系統(tǒng)中的最低水溫會(huì)出現(xiàn)干冷器的出水側(cè)，本項(xiàng)目為每臺(tái)干冷器安裝2個(gè)溫度傳感器。中心電腦實(shí)時(shí)比對(duì)干冷器不同位置的最低溫度點(diǎn)。一旦發(fā)現(xiàn)溫度超過(guò)設(shè)定點(diǎn)，則進(jìn)行下一步。
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步驟二，風(fēng)機(jī)卸載調(diào)速。根據(jù)溫度數(shù)值情況，加大或減少風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與風(fēng)量，從而使出水溫度維持在設(shè)定的數(shù)值上。在超低溫制冷時(shí)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以調(diào)整為0%。
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步驟三，水循環(huán)。若溫度進(jìn)一步降低，控制系統(tǒng)將所有備用機(jī)組（包括主機(jī)和自然冷卻模塊）的閥門打開，讓主機(jī)和自然冷卻模塊水流通過(guò)。保證即使室外溫度低于0℃，也不會(huì)凍結(jié)。
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步驟四，關(guān)閉風(fēng)閥。如果溫度仍然下降，將按照比例關(guān)小風(fēng)閥角度，直至最后關(guān)閉；保證當(dāng)室外溫度進(jìn)一步下降時(shí)，風(fēng)閥可以保護(hù)盤管。
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步驟五，電加熱。如果溫度仍然下降，則按照比例開啟水系統(tǒng)內(nèi)的防凍電加熱。
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需要注意，全部水系統(tǒng)中，最易凍裂的部分為干冷器，而水系統(tǒng)為串聯(lián)系統(tǒng)，如果能夠保證干冷器不會(huì)凍裂，則主機(jī)肯定不凍。且冬季低溫時(shí)段管道接口處容易結(jié)冰破裂，需要做好防凍措施。
004／機(jī)房工藝設(shè)計(jì)
傳統(tǒng)的機(jī)房設(shè)備散熱方式存在問(wèn)題：所有機(jī)架朝向相同，從前排機(jī)架中出來(lái)的熱空氣會(huì)作為冷空氣進(jìn)入后排的機(jī)架中，這就造成后排的機(jī)架散熱不足，比前排的機(jī)架熱量高很多。
機(jī)房采用“冷熱通道”的布置方式，機(jī)柜采用“背靠背、面對(duì)面”擺放，這樣在兩排機(jī)柜的正面面對(duì)通道中間布置冷風(fēng)出口，形成一個(gè)冷空氣區(qū)—“冷通道”，冷空氣流經(jīng)設(shè)備后形成的熱空氣，排放到兩排機(jī)柜背面中的“熱通道”中，通過(guò)熱通道回到空調(diào)系統(tǒng)回風(fēng)口，使整個(gè)機(jī)房氣流流動(dòng)通暢，提高了機(jī)房專用空調(diào)冷量的利用效率，進(jìn)一步提高制冷效果。
配合空調(diào)室內(nèi)下送風(fēng)系統(tǒng)，采用的新技術(shù)有以下三方面：
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1、封閉冷通道：
通過(guò)冷通道的封閉，使冷氣不外泄到其他區(qū)域，避免與熱交換后的空氣混合。頂部隔板可開合式，與消防設(shè)施聯(lián)動(dòng)，出現(xiàn)消防隱患時(shí)可斷電打開隔離板。通道隔離門和頂部隔離板為滿足防火要求透明材料，不影響光線的采集。實(shí)現(xiàn)冷熱氣流無(wú)混合，節(jié)省制冷系統(tǒng)能耗>30%。
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2、地板送風(fēng)系統(tǒng)：
板送風(fēng)單元由送風(fēng)風(fēng)機(jī)、導(dǎo)風(fēng)葉片、控溫探頭、微電腦控制器和框架組成?？販靥筋^安裝在受控區(qū)域，感受控溫設(shè)備的出風(fēng)溫度，轉(zhuǎn)變導(dǎo)風(fēng)葉片的角度以調(diào)節(jié)裝置送風(fēng)方向，使受控設(shè)備的散熱效果最優(yōu)，同時(shí)調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速改變風(fēng)量，保持受控設(shè)備的出風(fēng)溫度維持在設(shè)定溫度。
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3、地面防護(hù)層：
橡塑板上鋪鍍鋅鋼板防護(hù)層，一方面對(duì)保溫板進(jìn)行防護(hù)，另一方面由于鍍鋅鋼板表面光滑，降低地板下送風(fēng)風(fēng)阻，提高氣流組織流通能力，提高空調(diào)冷量利用效率。
005／電力系統(tǒng)新技術(shù)采用
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1、智能電力監(jiān)控：實(shí)現(xiàn)對(duì)強(qiáng)電列頭柜總進(jìn)線及每個(gè)輸出回路電力參數(shù)的監(jiān)測(cè)，并輸出至動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)。IT設(shè)備與機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)智能聯(lián)動(dòng)，提升管理效率。
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2、地面銅網(wǎng)：用紫銅網(wǎng)敷設(shè)在活動(dòng)地板下，縱橫組成網(wǎng)格狀，在機(jī)房一周敷設(shè)銅帶，銅帶配有專用接地端子，用編織軟銅線與機(jī)房?jī)?nèi)所有金屬材質(zhì)的材料都做接地，并接入大樓的保護(hù)地上，設(shè)備機(jī)柜與接地銅帶連接。保護(hù)地線從“天上”轉(zhuǎn)入“地下”，機(jī)房更美觀，同時(shí)數(shù)據(jù)中心內(nèi)的設(shè)備、機(jī)架、機(jī)柜與機(jī)房接地最短距離連接。
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3、智能照明：可做到無(wú)人值守，通過(guò)有機(jī)結(jié)合、立體渲染，在展示整體風(fēng)格的基礎(chǔ)上，更完美展示現(xiàn)代機(jī)房建筑的智能化。
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采用預(yù)設(shè)置場(chǎng)景進(jìn)行控制，達(dá)到豐富的照明效果
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對(duì)不同時(shí)間不同環(huán)境的光照度進(jìn)行精確設(shè)置和合理管理，實(shí)現(xiàn)節(jié)能，利用最少的能源保證所要求的照度水平，節(jié)電效果可達(dá)30％以上。
由于IDC機(jī)房具有專業(yè)性強(qiáng)、系統(tǒng)復(fù)雜、投資大等特點(diǎn)，我們應(yīng)根據(jù)不同項(xiàng)目的具體情況，靈活借鑒設(shè)計(jì)方案、遵循IDC機(jī)房建設(shè)要點(diǎn)，進(jìn)行合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)。 未來(lái)技術(shù)將不斷發(fā)展，我們還將對(duì)通信設(shè)備散熱方式、空調(diào)技術(shù)、新能源電源、機(jī)房布局、氣流組織優(yōu)化、冷熱氣流隔離與回收等方面進(jìn)行研究，探尋新的節(jié)能技術(shù)，進(jìn)一步降低數(shù)據(jù)機(jī)房的能耗及運(yùn)營(yíng)成本，提升企業(yè)的利潤(rùn)。隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，IDC機(jī)房的未來(lái)將更加美好。
