数据中心机房节能设计的思考

【摘要】数据中心整体建设主要包括综合布线、抗静电地板铺设、棚顶墙体装修、UPS不间断电源、机房恒温恒湿、机房环境及动力设备监控、防雷接地。其设计的合理性、功能的实用性、技术的先进性都是数据中心的建设重点。一个优秀的数据中心，从方案阶段的论证到设计蓝图的成果体现、再到工程的实施及后期的使用，处处体现着设计智慧。

【关键词】数据中心；机房；节能设计

一、数据中心机房节能背景

基于最近几年调查的数据，从电能的消耗情况来看，我国电力的利用率是不高的，单位GDP的能耗量是发达国家的3～5倍，出现了大量的能源浪费，如果采用先进的节约管理模式，则能大大的降低能耗，提高能效，创造出更多的利益。为了分析数据中心机房能耗的主要构成，我们对当地的机房进行了调研与数据收集。通过对数据的分析我们发现，网络设备和空调制冷系统所占的能耗比是最多的，分别为50%和40%，照明设备所占的能耗比例为2%，其他能耗为8%。因此，数据中心机房节能的重点应该放在网络设备以及机房空调设备的节能上。

二、节能的基本原则（一）确保机房的安全

机房的安全永远是第一位的，无论采用哪种节能方法，首先要确保机房可以在足够安全的环境中正常工作，因为引进了节能技术而导致了安全隐患，是绝对要杜绝的。

（二）节能技术可实现

节能的技术手段多种多样，每一种技术方法都有各自的优点和不足，用哪一种方法需要根据机房的实际情况，首要的，一定是这个技术可以在实际运作中可以实现，不然毫无作用。

（三）满足机房环境要求

机房的环境比较特殊，由于里面的设备很多使用的是集成电路和电子组件，所以不管采取什么节能技术，机房需要保持恒温、恒湿和较高的清洁度，不然的话会影响到机房设备的可靠性和寿命。

三、网络设备的节能

（一）注意电源供应器的转换率

在选择网络设备服务器的时候，除了考虑一些基本参数的选型，例如处理器、硬盘、内存等之外，最容易被忽略的就是电源供应器的选型。一般的网络设备使用的电力都是交流电，而服务器内部组件需要的是直流电，电源供应器的作用就是将设备的交流电转换成直流电供给服务器内部组件使用，在这个转换的过程中不可避免的会出现电能的损失。大多数电源供应器的规格只标注了功率，而并没有标注转换率，如果选择的电源供应器转换率过低，则损失的电能就越多。所以在对电源供应器选型时，一定要测试它的转换率，选择合理的型号可以达到很显著的节能效果。

（二）注意网络设备的工作温度与湿度范围

为了保证设备的可靠性，数据中心机房的设备都需要在一定的工作温度和湿度范围内才可以运行，但是如果选用的网络设备对工作的温度和湿度过于敏感，就会导致需要花费大量的人力物力去维护空调系统以保证机房温度和湿度，造成了很多的资源浪费。所以，在网络设备选型时应尽量选用具有较宽的工作温度和湿度范围的网络设备。根据以往的数据分析，对于空调系统而言，在其他条件保持不变的情况下，每当把空调的运行温度（回风口温度）提高1℃，那么空调的运行效率就会提高3%左右。所以在不影响正常工作的情况下，设备工作的温度与湿度要求范围越大，节能效果越好。

四、空调系统的节能

（一）冷凝器的温压双控雾化喷淋系统

冷凝器的温压双控雾化喷淋系统可以根据机房温度的变化，自动实现雾化喷淋，当温度与湿度保持在标准的范围，空调就可以停止工作，當温度与湿度达到临界值，喷淋系统就会启动，对温度与湿度进行调节。每一个雾化喷淋系统可以对16台机房空调进行温度与压力测量，来实现雾化喷淋，因为每一个系统都拥有着16个独立的控制回路，每个控制回路都配置了独立的温度传感器与压力传感器，这些传感器可以对机房每一个位置的温度值与压力值进行采集，采集的数据经过中央处理器进行处理，处理的数据反馈到电磁阀，来实时调节温度值与压力值。为了评测雾化喷淋系统的节能效果，我们对机房的空调电表进行了统计与分析，当喷淋系统关闭时，一台机房空调一小时的耗电量为24.943kW，当喷雾系统开启时，耗电量为21.892kW，节能率为12.23%，按照这个比例估算，每天大概可以节省50元左右的电费，而喷淋系统大概每天的用水量损耗为6到8元，这样每天节约的总费用大概40多元，一套喷淋系统大概一万元，这样一年不到就可以收回成本，可见喷淋系统的节能效果是可观的，这样可大大降低耗电量，有效节约了成本。

（二）冷通道全封闭变风量送风方案

大多数数据中心机房都存在着一个普遍的问题，设备经常会出现局部发热现象，为了改善这种现象，我们可以采取一种新的送风方案，冷通道全封闭变风量送风。这个方案是把送风器安装在每个设备的机柜柜门上，送风器的上端为圆形管，圆形管通过螺旋软管连接着主风管，安装的送风器要求不影响设备柜门的正常开关。当空调运行的时候，空调的冷风会直接通过送风器送到每个机柜，这样前排机柜的热气流就会被隔离开。

五、结论

数据中心机房如果能够做到设计思路清晰、技术先进、造价合理即可称得上是一个好工程，尤以专业复杂且互相配合、互相满足并能够保证后期使用的实用性为设计关键点及亮点。

参考文献

[1] 傅光勇.数据中心机房的设计[J].电子技术与软件工程，2016（24）：176.

[2] 姜皓遐.数据中心空调系统的设计、节能解决方案[J].洁净与空调技术，2016（04）：64～68.

作者简介：屈贤琳（1985.11—），女，汉族，重庆人，硕士，中级工程师，研究方向：计算机管理。

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