淺談數據信息中心（IDC）機房節能減排技術研究

張曉峰 趙政

摘 要：數據中心建設對企業的發展非常重要，機房在運行中制冷降溫需使用大量的能源，機房技能減排已成為企業發展面臨的重要課題，企業必須解決好機房節能減排的問題，節約更大的運營成本，促進企業經濟效益的提升。

關鍵詞：數據中心機房 節能減排 技術應用

中圖分類號：TP308文獻標識碼：A文章編號：1003-9082（2020）06-00-01

為貫徹落實國家和政府主管部門能源節約與生態環境保護相關精神，進一步提高污染防治和節能減排管理水平，在建設創新型國家的背景下，在“節能減排”逐步融入經濟發展主旋律的今天，為了節約能源，推動科技成果轉化，提升我國經濟中的科技含量，加快落實通信機房節能改造，研究背景。

國家發改委已把碳排放納入各地政績考核，習近平總書記提出2020年實現單位國內生產總值用水量、能耗和二氧化碳排放量將分別下降23%、15%和18%。《氣候變化應對法》、《碳排放權交易管理條例》已列入國務院2016年度立法計劃。2017年底，國家發展改革委印發了《全國碳排放權交易市場建設方案（發電行業）》，標志著全國碳排放交易體系啟動。

一、電價影響

李克強總理連續兩年在政府工作報告中提出“一般工商業電價平均降低10%”。國家發改委連續發布了《關于降低一般工商業電價有關事項的通知》（發改價格〔2018〕500號）、《關于電力行業增值稅稅率調整相應降低一般工商業電價的通知》（發改價格〔2018〕732號）、《關于利用擴大跨省區電力交易規模等措施降低一般工商業電價有關事項的通知》（發改價格〔2018〕1053號）、關于降低一般工商業目錄電價有關事項的通知（發改價格〔2018〕1191號）、《國家發展改革委關于電網企業增值稅稅率調整相應降低一般工商業電價的通知》（發改價格〔2019〕559號）等文件，要求按照國家要求，降低一般工商業電價。

二、IDC技術發展影響

隨著云計算、大數據等技術的快速發展已經開始讓數據中心的發展從大規模建設階段轉為資源整合與高效利用階段。

如核心網NFV技術、區域集中技術，業務網和支撐系統云化技術，數據網SDN技術、VBRAS技術等的應用，使得云計算技術下的信息系統集中部署使得IDC云化成為必然趨勢。

云計算數據中心采用虛擬化、自動化、并行計算、安全策略以及能源管理等新技術，解決目前數據中心存在的成本增加過快和能源消耗過度等問題。

通過硬件集中化部署，從而減少服務器硬件數量，同時減少電源、空調等配套設備的配置，有效降低了能耗，提高了投資效益比，實現降本增效。

三、研究思路

根據工業和信息化部、國家機關事務管理局、國家能源局《關于加強綠色數據中心建設的指導意見》（工信部聯節〔2019〕24號），新建大型和超大型數據中心設計PUE不高于1.4;力爭通過改造使既有大型、超大型數據中心PUE不高于1.8;鼓勵通過權威第三方機構對投產數據中心進行綠色測評項目實施條件。

四、節能技術

建筑節能：機房區使用硫酸鈣防靜電架空地板，為A級不可燃建筑材料，承載能力高、防水防潮性能較高、隔音效果顯著、行走感覺舒適，為大型數據中心機房廣泛使用的環保材料;為了減少制冷機房設備噪聲對環境的污染，對制冷機房的墻面及頂棚進行一定的吸噪處理，采用穿孔鋁板吸音墻面及吊頂，使噪聲降到規范允許的范圍內。

電源節能：在數據中心一期機電配套工程中，應用了3N 組網 UPS 系統、336V高壓直流系統、10KV高壓油機、高壓水冷機組等新技術，同時應用節能技術，減少數據中心耗電量。

空調節能：機房樓空調冷源采用離心式冷水機組，在冬季充分利用外界自然環境的冷卻能力，采用冷卻塔通過板換直接將冷凍水降溫，不開啟制冷主機;冷水機組采用高溫水，空調冷凍水供回水溫度達14/19℃，提高冷水機組能效比，降低機房的除濕加濕功耗;應用多種空調末端形式，空調末端布置貼近IT機柜，就近制冷、冷量按需分配、避免局部熱點、節省機房空間，制冷效率高;冷卻塔、冷凍水泵、末端風機等采用變頻設計，降低運行功耗。

電氣節能：減小配電導線長度，線路盡可能走直線，少走彎路，以減少導線; 選用高效節能燈具及附件以提高光效，采用高效電子鎮流器，使功率因數不小于0.95。 根據機房設備排布，分區域進行照明燈具的配置，建議照明燈具列架安裝，并根據機房照度及走線架設置要求，在設備就近頂端安裝照明燈具，設置智能照明系統。

五、集中式冷凝器改造

本次改造采用冷凝器整體更換，改造方案的出發點包括：1.有效降低冷凝壓力和室外機噪音，消除高壓告警的問題;（需選配噴淋）2.降低風機能耗，提升換熱效率，達到節能效果。

1.集中式冷凝器的特點

節省占地面積：相同進風溫度，LVC冷凝器相比LSF通用平面型冷凝器占地面積小58%～65%，節省將近 2/3 占地面積;節能： 節能模式整機功率比普通模式最大低0.7kW，節能模式能效比EER比普通模式最大高0.27，EC風機比AC風機節能15～54%;增大冷凝器熱交換面積后，冷凝壓力降低，壓縮機出力減小。

2.有效解決熱島效應

有效解決高壓告警問題：噴淋配件有效解決高壓告警問題，開噴淋室外機壓力比不開噴淋低1.7～3.2bar（1bar=1公斤）;室外噪音：開噴淋比不開噴淋低4～12分貝，采用VSC變頻調速器，解決了風機低速運行產生的低頻音;創新的V型盤管設計：創新結構設計專利，全新“V”型設計冷凝器比傳統“一”型LSF冷凝器最高節省70% 的占地面積，提高室外面積使用率。

3.全新的雙系統獨立控制設計，獨立運行、互不干擾

全新的噴淋設計方案：每臺冷凝器有單獨的泵噴淋系統，獨立運行，每臺冷凝器單個系統也能獨立運行噴淋功能。（需選配）冷媒灌注量節省25～32%，方便維護：側面設置沖水孔，非常方便清除室外盤管被灰塵或柳絮堵塞的特殊設計。

結論

數據中心機房中許多設備及元件對于溫度的要求都相對較高，而以往數據中心機房在通風制冷方面存在著一定的不足，常會導致局部過熱問題的出現，同時在能耗控制方面也并不理想，采取有效措施加強數據中心機房的節能減排效率，改善數據中心通風制冷精確性與有效性，并保障數據中心設備的良好運行具有重要的意義。

參考文獻

[1]吳鋼英.基于數據中心機房的節能策略探討[J].電子測試，2013，（08）.

[2]陳專紅，胡虛懷.公共計算機房節省能耗的策略探討[J].實驗室研究與探索，2012，（07）.