綠色數據中心機房建設策略探討

馮志新

（廣西通信規劃設計咨詢有限公司 廣西南寧 530004）

一、綠色數據中心

數據中心是一個聚集了大量服務器、存儲設備、網絡設備等IT設備的場所，是企業的業務系統與數據資源進行集中、集成、共享、分析的場地。何謂綠色數據中心目前還沒有一個統一的定義，一般是指一個符合綠色節能要求的數據中心，綠色數據中心機房中的IT系統、機械、照明和電氣等系統能取得最大化的能源效率和最小化的環境影響，同時較多地應用先進、高效的節能技術[1]。

二、綠色數據中心機房建設

（一）原有數據中心機房節能改造方案

（1）節能改造原理

①精確上送風技術原理

精確上送風的技術原理是“僅冷卻設備、不冷卻環境”，改變了傳統的“先冷環境、再冷設備”的方式。精確上送風節能技術采用管道上送風方式，通過改造送風管道，將空調冷風通過分支風管直接輸送至每個機柜，機房其他空間不需要進行制冷，從而達到冷氣最大利用效率，同時通過風道調節閥門，可以根據每個機柜的制冷量需求實現變風量精確送風。

②精確上送風技術節能原理

精確送風技術不考慮冷卻機房環境，而是僅冷卻設備。一方面，采用管道系統實現冷熱氣流的高效隔離，減少冷熱氣流混合導致的制冷損耗，提高機房空調冷氣利用率；另一方面，由于空調僅對機房機架進行直接制冷，無需對機房空間環境進行制冷，從而節約了制冷空間環境的能耗[2]。

（2）精確送風節能改造實施建議

①精確送風改造應注意消防問題，精確送風改造應選擇阻燃材料，同時，風管改造不應影響機房消防管道及氣體噴淋系統。②精確送風改造需要拆卸原有機柜前門，換成全封閉送風罩，改造前后機柜內外溫差較大，應做必要的材料保溫處理，避免結露。③精確送風改造應同時配套其他氣流組織改良措施。④精確送風改造應因地制宜，合理控制成本投資，避免造成投資回收期過長。

（二）新建數據中心機房節能措施探討

（1）建筑節能措施

①數據中心機房選址及設置

a.數據中心機房規劃建在大樓的二、三、四層，盡量靠近空調和電力室。b.機房規劃在建筑物的背陰面，以減少太陽光的輻射所產生的熱量傳入。c.主機房區域的主體結構規劃為大開間大跨度的柱網結構。

②建筑節能措施

a.機房盡量規劃為方正矩形，提高機房利用率，減少面積浪費。b.機房減少數據的窗墻比，盡量不設窗戶，必需的門窗采用密封處理。c.機房墻體采取保溫、隔熱、防潮等處理措施。d.對安裝空調設備的機房墻體隔熱，門窗和孔洞進行嚴密封堵，在安裝地板下送風空調設備的機房地面上鋪設阻燃的保溫隔熱材料。

③總體規劃布局

a.總體規劃布局需要綜合考慮市電引入、電力室設置、消防、用戶服務器區、網絡設備區、VIP區以及門禁系統等各個系統區域設置，同時機房需要考慮方便后期擴展等因素。

b.機房應該設置普通服務器區、高密服務器區，其中高密服務器區每機架功耗可能高達6KW以上，須采用機架下送風技術和冷熱通道隔離技術。

c.設備背靠背排列，形成冷風、熱風循環通道，機柜內空余部分安裝導流盲板，避免冷熱風混合，影響制冷效果。

d.機房走線架整齊、整潔，電力電纜、信號電纜、尾纖槽道等分開、分層設置。走線架設置應該使得整個機房線纜最短。

（2）電氣節能措施

①市電引入

a.高低壓配電室、變壓器室及電力電池室貼近負荷中心的布局，供電距離最短。b.發電機組、變壓器選用低損耗、節能環保、具有抗諧波能力及較高過載能力的產品。c.10kV電源主接線采用單母線分段方式，正常情況下，母聯斷路器斷開運行。

②設備供電

a.推廣高壓直流供電系統，擴大高壓直流供電系統使用規模。b.UPS供電系統采用模塊化UPS單元。c.低壓配電柜、UPS設備、列頭柜等盡可能靠近負荷，最大限度的減少交流母線的電力傳輸損耗。d.設備引電時避免UPS長期低負荷運行，盡量使UPS工作在效率較高的水平上，減少無功損耗，盡可能使系統工作在最佳工況。

③照明系統

a.采用高效率節能燈具和配件，使用細管熒光燈和緊湊型熒光燈。b.使用先進的燈具控制方案，合理選擇照明線路，盡量減少電纜長度。c.非機房區域，應該充分利用天然光。

（3）空調節能措施

①新建數據中心機樓采用中央冷凍水空調系統，同時盡量加大冷凍水供回水溫差，并考慮主機、水泵等的備份，避免單點故障，提高機房安全性。②通過限定能效比等技術參數，選用低噪高效風機，提高空調系統的效率。③冬季可利用室外冷卻塔作為冷源，通過熱交換器對空調冷凍水進行降溫。④冷凍水管和室外冷卻水管應設置保溫層，降低冷量損失。

（4）設備節能措施

①設備節能主要從設備的采購選型環節加大管控力度，嚴格杜絕高能耗低性能設備，將能耗指標作為采購選型的重要考核指標。

②應根據實際業務需求及擴容規模合理選用服務器、存儲類設備，切忌盲目追求高檔設備，避免服務器、存儲設備運行負荷過低。

③新增服務器建議盡量選用刀片服務器，刀片服務器應考慮具有良好擴展性和穩定性。宜優先選用采用了最新節能技術（如CPU動態電壓調節技術等節能技術）的服務器[3]。

三、結束語

隨著各電信運營商數據中心數量和規模的快速發展，數據中心的能耗成本問題開始成為各電信運營商的巨大負擔。本文介紹了運營商現有數據中心節能改造技術方案并從多專業角度詳細探討了新建綠色節能型數據中心所采取的各項節能措施，對電信運營商建設數據中心機房具有一定借鑒意義。