數據中心機房環境溫度對能耗影響研究

薛虞

關鍵詞：數據中心機房;環境溫度;能耗影響;對策研究

引言

隨著國內數據中心市場的快速發展，模塊化數據中心以其高可靠、高效節能和整體快速部署的優勢受到了市場的青睞，模塊化已成為中小型數據中心發展的主流趨勢，在大型數據中心的高密度場景也已大量應用。然而，隨著全球計算機容量的快速增長，近年來，我國數據中心機房的數量也在與日俱增，這直接導致了單機架容量也越來越大，進而整個模塊化數據中心的功耗顯著增大。機柜所要求的散熱能力也越來高，相比傳統的架空地板送風方式，列間空調在降溫效率方面具有相當大的優勢。

1數據中心相關介紹

數據中心重點包含計算機體系、眾多通訊機械、環境管控機械、監控機械等，其用途為傳輸、加速、展示、測算以及保存數據信息。模塊化信息中心能夠使單獨的功能單元簡便話，解耦繁瑣的軟件、硬件體系功效，之后借助科學的結構規劃，落實獨立的單元的重組，進而有效的縮減體系的繁瑣程度。模塊化數據中新房創設工作重點包含模塊化UPS、動態環境監管模塊規劃、封閉通道機柜規劃、供配電模塊規劃、環境溫濕度模塊規劃以及消防模塊規劃等。

2數據中心機房管理的現狀

最近幾年，因為國內各種數據中新房的興建，個別數據中新房有效的展現了自身的功效與優勢，不過大部分數據中心房的管控依舊存在問題，眾多管控方面的不足直接阻礙了數據中新房良好的運轉。數據中心方管控方面重點出現了下列不足：首先，管控工具比較分散;其次，技術方面間聯系探究方式運用較差。最后，可視化管控未良好的落實。

3制冷模塊

制冷模塊身為機房運行的重要部件，同時機房在運行期間，機械均會生出眾多的熱量，熱量若是無法良好的刪除，則會干預機械的運轉。所以，在機房中裝設空調，同時布置管路與眾多的冷氣排放口，能夠良好的管控機房內的溫度。若是溫度較高，則會降低精密機械的電子部件的運轉，個別機械還會由于溫度較高出現斷電，從而妨礙公司內部機械的運轉。制冷模塊作為機房中非常關鍵的構成部分，模塊化的數據中心重點部件是空調，其次還需要具備冷氣輸送管路。機房機械在運行期間，必須確保所有模塊穩固的運行，加之空調的效用，能夠落實服務設備和制冷設備的連接，從而提升制冷質量，還可以減少機房中空調設備電能的用量。譬如：開展空調規劃期間，能夠裝設三組空調體系，制冷量為35KW，各組為2+1冗余配置，機房在應用期間，三臺空調設備可以輪巡運行，互相備份，送風的原則為側送風與上回風，測算準則為機房中的運行溫度。空調配置借助功率與面積法針對機房中的熱負荷展開測算。機械功率消耗總量為具體運轉總功率，融合本行業內頒發的有關文件中的要求，機械運轉總功率必須轉變為機械熱負荷展開測算。若是機房中裝設了六十臺機械機柜，各個機械機柜功耗的均值為2.5kW，那么Q1為120kW，若是機房的總面積為二百一十四平方米，則Q2為43.92kW。機房中裝設三組分別為三臺的空調，空調功率為35kW，其中三臺為冗余備份，那么制冷功率為189kW，明顯高于Q1數值，借助此種規劃可以良好的達到要求。

4數值模擬及結果分析

4.1 模擬參數設定

應用CFD模擬程序6SigmaRoom創建的機房物理模型。此機房通常只單獨在C與D列機柜裝設盲板，同時負載主要為A列到D列之間，別的列大多為空機柜，服務器上架率較低。若是想要降低別的條件的影響，在機房理想狀態下探究群控與回風溫度在熱環境中的效用，模擬機房中的空機柜均需裝設盲板，同時空機柜前相應的孔板關閉。依據有關文件要求，底板漏風值選取百分之十。各種空調回風溫度中，群控模擬狀態下空調回風的溫度全部是二十五攝氏度。

4.2溫度場分析

通過調節列間空調布設后Z=1.6m水平面中的溫度，把列間空調裝設在貼近列頭的方位能夠保證機柜周邊溫度布設更為均勻，變動量也比以前的布設形式姚笛，室內溫度同樣明顯低于以往的布設方式。把2中列間空調布設形式的典型溫度的模擬數據進行歸納，展開比較與探究。通過模擬數據能夠發現在人員活動空間中，室內平均溫度是二十三點四三攝氏度，比之前的布設方式溫度低了一到二攝氏度，同時在標準范圍中。并且，服務器的散熱效果同樣有所提高，既降低了服務器的溫度，同時房間內的溫度沒有增加，由此可見釋放的熱量第一時間被空調風扇處理，房間內的溫度獲得了有效的管控，之后針對此種布設方式中速度場展開研究，有效的解釋了房間內環境改善的重點原因。

4.3能耗分析

借助更改模擬的邊界因素，從而獲得機房列間空調列頭裝設形式可以接觸的最大的單機架功耗，各個型號的單機架功耗下是室內溫度最高值和平均值。溫度在二十四攝氏度，列間空調送風溫度倒到二十攝氏度的條件下，將二十八攝氏度當作機房內最好溫度，單機架功耗不超過12kW則可以達到室內溫度的標準，大概達到13kW時，室內個別區域溫度超過二十八攝氏度，不過平均溫度依舊在正常范圍內，若是功耗達到17kW時，室內平均溫度高于二十八攝氏度，此類型列間空調能夠有效的達到機房數據中心制冷工作需要。因為社會的變化，數據處理容量需要逐漸增加，功耗也逐步的提升，當時模塊化數據中心成本較高，因此在初期開展數據機房機械裝設前期需要針對機械功耗展開測算，防止后續再次換機械，從而增加費用。

結束語

因為計算機與服務器的功率逐漸增加，數據中心機房機器的發熱量也在逐漸的增加，導致數據中心的運轉效果必須依靠暖通空調體系。但是空調體系身為數據中心制冷的關鍵體系，同樣是保證數據中心良好運轉的基礎。局部熱點身為之前創建數據機房時普遍存在的問題，在一定程度上阻礙了機房中電子機械運轉的穩定性，此類情況均需通過數據中心相關工人語句具體運轉經驗進行處理。在此重點對數據機房具體運轉期間環境溫度在能耗方面的展現的作用，在具體運行與維護期間主動探究處理方式，減少出現問題的概率，確保數據機房能夠良好的運轉。

參考文獻

[1]閔文科，李杰，孫小琴，廖曙光.擋板對數據中心熱環境影響的模擬研究[J].低溫與超導，2019，49（11）：52-59.

[2]李勇偉，郝鵬，鄭慶華.數據中心冷空調系統節能措施研究與應用[J].節能，2019，40（08）：42-44.

[3]程小靜，劉彬.簡析數據中心空調系統節能技術的應用[J].建筑熱能通風空調，2019，40（07）：52-55.

[4]孫大康，傅烈虎，花雨，趙鵬瑞.數據中心機房空調系統設計研究[J].制冷與空調，2019，21（06）：1-8.

[5]張俊琦，閆增峰.數據中心機房環境溫度對能耗影響研究[J].建筑節能（中英文），2019，49（02）：63-68.