数据中心节能技术1
数据中心机房节能措施
数据中心机房节能措施一、背景介绍数据中心是现代社会信息化建设的核心基础设施，但由于其高密集度的硬件设备和大量的电力消耗，导致能源消耗量巨大。
为了提高数据中心的能源利用效率，降低运行成本，采取适当的节能措施是非常必要的。
二、节能措施1. 优化机房布局- 合理规划机房空间布局，避免设备过度密集，确保空气流通畅通，降低设备运行温度。
- 合理设置冷热通道，通过冷热空气隔离，减少冷气浪费。
- 采用高效的机柜布局，确保设备散热良好，减少能量损耗。
2. 优化空调系统- 选择高效的空调设备，如采用变频调节的精密空调系统，根据机房负荷自动调整制冷量，提高能源利用效率。
- 定期清洁和维护空调设备，确保其正常运行，减少能量浪费。
- 采用冷热通道隔离技术，减少冷气流失，提高空调系统效率。
3. 优化供电系统- 采用高效的供电设备，如UPS（不间断电源）和PDU（电源分配单元），提高供电效率。
- 优化供电系统的设计，减少电能转换损耗。
- 定期检查供电设备，确保其正常运行，减少能源浪费。
4. 优化照明系统- 采用LED照明灯具，比传统的白炽灯和荧光灯更加节能。
- 安装感应器和定时器，根据机房使用情况自动调节照明需求，减少能源浪费。
5. 优化设备选型- 选择能效比较高的服务器、存储设备和网络设备，减少能源消耗。
- 优化设备配置，避免设备过度配置导致能源浪费。
6. 优化冷却系统- 采用自然冷却系统，如地源热泵、冷却塔等，利用自然资源减少机房冷却能耗。
- 采用水冷技术，将热量转移到冷却水中，提高冷却效率。
7. 优化监控系统- 安装温湿度传感器，实时监测机房温湿度，及时调整空调设备，提高能源利用效率。
- 安装能耗监控系统，对机房能耗进行实时监测和分析，及时发现问题并采取相应措施。
8. 员工培训和意识提升- 培训员工关于节能意识和操作技巧，提高员工对节能措施的理解和执行能力。
- 定期组织节能知识宣传活动，提高员工对节能重要性的认识。
三、效果评估1. 能源消耗降低通过采取上述节能措施，数据中心机房的能源消耗将得到一定程度的降低，从而降低运营成本。
数据中心节能技术
01
02
03
04
液冷技术
利用液体替代空气进行散热， 可大幅提高数据中心的散热效
率，降低能耗。
自然冷源利用
利用自然冷源，如室外冷空气 、地下水等，为数据中心提供 冷却，减少机械制冷的需求。
高效UPS技术
采用更高效的UPS系统，提高 电源使用效率，减少电能损耗
。
智能运维管理
通过智能化运维管理平台，实 时监控数据中心的能耗情况，
与交流。
企业参与节能的积极性提高
企业社会责任驱动
企业为了履行社会责任，积极采用节能技术，降低数据中心的碳 排放。
经济效益驱动
企业采用节能技术后，能够降低运营成本和提高能源效率，获得更 好的经济效益。
市场竞争驱动
在市场竞争日益激烈的情况下，企业为了提高竞争力，不断加大节 能技术的投入和应用。
THANKS FOR WATCHING
进行精细化管理和优化。
政策与标准推动节能发展
01
政府出台相关政策
政府出台数据中心节能减排的政策和标准，鼓励企业采用节能技术。
02
国际标准化组织制定相关标准
国际标准化组织制定数据中心节能技术的国际标准，推动全球范围内的
节能技术发展。
03
行业协会推动
数据中心行业协会积极推动节能技术的研发和应用，加强企业间的合作
数据中心节能技术
汇报人： 202X-12-29
目录
• 数据中心的能耗现状 • 数据中心节能技术 • 数据中心节能策略 • 数据中心节能的未来发展
01 数据中心的能耗现状
数据中心能耗概况
01
数据中心是高能耗设施，其能耗 主要来自IT设备、冷却系统和供 配电系统等。
数据中心节能方法
数据中心节能方法数据中心节能方法一、概述随着数字化信息的爆炸式增长，数据中心的能耗也呈现出快速增长的趋势。
为了减少对环境的不良影响和降低运营成本，需要采取有效的节能措施来优化数据中心的能源使用效率。
本文将介绍一些常见的数据中心节能方法。
二、硬件设备优化1·服务器虚拟化：通过将多台物理服务器整合成为一台虚拟服务器，减少硬件设备的数量，提高资源利用率。
2·硬件更新：定期更新服务器和网络设备，使用更节能的硬件设备。
3·节能服务器设置：优化服务器的电源管理策略，如合理设置休眠和待机模式，降低能耗。
三、冷却系统优化1·热通道与冷通道隔离：在数据中心机架间设置热通道和冷通道，避免热空气与冷空气混合，减少冷却负荷。
2·空气流动管理：调整机房内的空气流动，确保在服务器和网络设备周围形成适当的空气对流，提高冷却效率。
3·使用高效冷却设备：替换旧的冷却设备，选择更节能高效的冷却设备，如风冷或水冷设备。
4·温度调节：调整数据中心的温度控制，保持在适宜的范围内，避免过高或者过低的温度浪费能耗。
四、能源管理1·用电监测与优化：安装电能监测设备，实时监测数据中心的用电情况，发现潜在的能耗问题，并及时进行优化措施。
2·灯光管理：使用智能照明控制系统，合理安排照明时间和照明灯光亮度，减少能耗。
3·可再生能源利用：利用太阳能、风能等可再生能源作为数据中心的能源供应，减少对传统能源的依赖。
4·能源回收利用：将服务器排出的热量进行回收利用，如供暖或者热水供应等。
五、运维管理1·数据中心规划：合理规划数据中心的布局和设备摆放，确保良好的空气流通和电力线路的布局合理。
2·定期检查和维护：定期检查设备的运行情况，发现问题及时进行维修或更换，保证设备的正常运行。
3·周期性清洁：定期对数据中心进行清洁，包括机房内的灰尘、空调滤网等，确保设备的散热效果良好。
数据中心通用的节能技术改造措施
数据中心通用的节能技术改造措施下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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数据中心节能技术
正文内容：一、动态热管理1. 温度监控和优化：利用温度传感器和实时数据分析系统监控数据中心内的温度情况，并根据需求动态调整空调系统的温度设定，实现能耗的优化。
2. 适应性散热：通过优化数据中心的散热设计，例如改进排风系统、增加散热通道等，将热量有效地散发出去，减少冷却需求，从而达到节能的效果。
3. 高效冷却技术：采用更为高效的冷却系统，例如直接冷却和液体冷却技术，以替代传统的空气冷却方式，减少能源损耗。
二、服务器虚拟化1. 虚拟化技术原理：通过利用虚拟化软件，将多个服务器虚拟化为一个物理服务器，实现服务器资源的合理分配和利用，从而降低能源消耗并提高服务器的利用率。
2. 服务静默化：对于不常用或低负载的服务器，可以将其自动缩减或关机，只在需要时才开启，以减少不必要的能源消耗。
3. 整合和优化：将多个应用程序整合到一个服务器上，避免多个服务器同时运行，提高资源利用效率。
三、能耗可视化1. 数据采集和监控：通过安装数据采集设备和监测系统，实时收集数据中心的能耗和性能等信息，并进行分析和展示。
2. 能耗报告和预测：利用数据分析软件，生成能耗报告和预测，帮助数据中心管理者了解能耗状况，及时调整节能策略。
3. 能效评估：对数据中心的能效进行评估，包括能源消耗、资源利用效率等指标，以便制定优化措施。
四、回收利用1. 废热回收：将数据中心产生的废热用于供暖或其他用途，避免热能的浪费，实现能量的回收利用。
2. 废物处理：对数据中心产生的废弃物进行分类和处理，例如电子垃圾回收、纸张回收等，减少对环境的负面影响。
3. 能源回收：利用可再生能源，例如太阳能和风能等，为数据中心供电，减少对传统能源的依赖，实现能源的可持续利用。
五、新兴技术1. 人工智能：通过应用人工智能技术，对数据中心的能耗进行预测和优化，实现智能节能管理。
2. 区块链：利用区块链技术，提高数据中心能耗数据的透明度和安全性，促进能源流通和交易的效率。
3. 模块化设计：采用模块化设计和构建方法，使数据中心能够根据实际需求进行扩展和缩减，减少不必要的能源浪费。
数据中心机房节能措施
数据中心机房节能措施一、背景介绍数据中心是现代社会不可或者缺的重要基础设施，然而，数据中心的运行需要消耗大量的能源，给环境带来了巨大的压力。
为了减少能源消耗、降低运营成本、提升环境可持续性，数据中心机房需要采取有效的节能措施。
二、节能措施1. 优化空调系统- 安装高效节能的空调设备，例如采用变频技术的空调机组，能够根据机房负荷自动调整制冷量，提高能效比。
- 在机房内设置冷热通道隔离，避免冷热空气混合，减少能量浪费。
- 合理设置温度和湿度控制范围，不仅能满足设备运行要求，还能降低能耗。
2. 优化供电系统- 使用高效的供电设备，例如UPS（不间断电源）和PDU（功率分配单元），提高能源利用率。
- 采用智能电力管理系统，实时监测用电情况，及时发现和解决能耗过高的问题。
3. 优化照明系统- 使用LED照明灯具替代传统荧光灯，LED灯具能够提供更高的光效，且寿命更长，能耗更低。
- 安装自动感应开关和光线感应器，根据光照情况自动调节照璀璨度和开关灯。
4. 优化机房布局- 合理规划机架布局，避免机架之间过于密集，保证空气流通，减少设备散热负荷。
- 定期清洁设备和机房，保持设备通风良好，提高散热效果。
5. 优化设备选型- 选用高效节能的服务器、存储设备和网络设备，例如采用低功耗的处理器、固态硬盘等。
- 定期对设备进行维护和升级，确保设备处于最佳工作状态。
6. 应用虚拟化技术- 使用虚拟化技术将多台服务器整合为一台物理服务器，提高服务器利用率，减少能源消耗。
- 采用虚拟化存储技术，优化存储资源利用率，减少存储设备数量和能耗。
7. 优化冷却系统- 采用冷水机组和冷却塔等高效冷却设备，减少冷却能耗。
- 使用热交换技术，将机房产生的热量回收利用，例如用于供暖或者其他用途。
8. 引入可再生能源- 在数据中心周围建设太阳能光伏板或者风力发电设备，利用可再生能源为数据中心供电。
- 采用地热能或者地表水源进行机房冷却，减少对传统能源的依赖。
数据中心节能措施
数据中心节能措施
数据中心是大型计算机服务器集群的场所，其运行需要大量的电力和制冷系统来保持服务器的正常运行。
为了节省能源和减少环境影响，数据中心可以采取以下节能措施：
1. 优化服务器使用率：通过虚拟化技术，将多个服务器合并在同一台物理服务器上，以提高服务器的利用率，并减少了物理服务器的数量和能源消耗。
2. 使用节能型服务器和设备：选择具有高能效标准的服务器和设备，如ENERGY STAR认证的产品，以降低能源消耗并提高效率。
3. 动态资源管理：根据负载需求自动调整服务器的运行状态，以避免过度运行和浪费能源。
4. 优化数据存储：通过使用数据压缩和去重技术，减少数据存储量，降低硬盘和存储系统的能源消耗。
5. 采用高效的制冷和散热系统：选择先进的制冷和散热技术，如冷水机组和风冷式散热器，以减少能源消耗和热量排放。
6. 节能照明系统：使用高效的LED照明系统，通过光线传感器和自动关闭功能来减少能源消耗。
7. 优化数据中心布局：合理规划服务器的布局和散热系统的配置，以减少热量积聚和冷却需求。
8. 采用可再生能源：通过使用太阳能或风能等可再生能源来供电，降低对传统燃煤发电的依赖。
9. 运维管理和监控：采用能源管理系统和实时监控工具，对能源消耗、设备运行和环境条件进行实时监测和调整，以保持数据中心的高效运行。
这些措施可以帮助数据中心提高能源利用率，减少环境影响，并降低数据中心的运营成本。
数据中心节能减排技术手册
数据中心节能减排技术手册第一章数据中心节能减排概述 (2)1.1 数据中心能耗分析 (2)1.2 节能减排的重要性 (2)第二章数据中心设计优化 (3)2.1 高效机房设计 (3)2.2 能源管理系统集成 (3)2.3 绿色建筑标准应用 (4)第三章服务器与存储设备节能减排 (4)3.1 服务器选型与配置 (4)3.2 存储设备优化 (5)3.3 虚拟化技术应用 (5)第四章供配电系统节能减排 (6)4.1 高效电源设备 (6)4.2 电力系统优化 (6)4.3 电池备份系统 (6)第五章冷却系统节能减排 (7)5.1 冷却设备选型与配置 (7)5.1.1 冷却设备选型原则 (7)5.1.2 冷却设备配置 (7)5.2 冷却系统优化 (7)5.2.1 冷却系统设计优化 (7)5.2.2 冷却系统运行优化 (7)5.3 自然冷却技术应用 (8)5.3.1 自然冷却原理 (8)5.3.2 自然冷却应用案例 (8)5.3.3 自然冷却技术应用前景 (8)第六章数据中心网络节能减排 (8)6.1 网络设备选型与配置 (8)6.2 网络架构优化 (9)6.3 高效网络传输技术 (9)第七章数据中心运维管理 (10)7.1 能源监控与管理 (10)7.1.1 能源监控系统概述 (10)7.1.2 数据采集 (10)7.1.3 数据处理与分析 (10)7.1.4 能源管理策略 (10)7.2 设备维护与优化 (10)7.2.1 设备维护策略 (10)7.2.2 设备优化措施 (10)7.3 节能减排措施实施 (11)7.3.1 节能措施 (11)7.3.2 减排措施 (11)第八章数据中心照明与动力系统 (11)8.1 高效照明系统 (11)8.2 动力系统优化 (12)8.3 节能灯具应用 (12)第九章数据中心废弃物处理与回收 (12)9.1 电子废弃物回收 (12)9.1.1 电子废弃物的分类与特点 (12)9.1.2 电子废弃物的回收流程 (12)9.2 废水处理与回收 (13)9.2.1 废水的来源与特点 (13)9.2.2 废水处理技术 (13)9.2.3 废水回收利用 (13)9.3 废气处理与排放 (13)9.3.1 废气的来源与特点 (13)9.3.2 废气处理技术 (13)9.3.3 废气排放控制 (13)第十章数据中心节能减排发展趋势 (14)10.1 新技术展望 (14)10.2 政策与法规 (14)10.3 行业最佳实践案例 (14)第一章数据中心节能减排概述1.1 数据中心能耗分析数据中心作为支撑现代信息化社会的重要基础设施，其能耗问题日益受到关注。
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27
数据中心能效评价指标及节能途径
3.2 分离式热管
顶置式热管
参数：
吊顶式热管安装于机房的冷通道上方， 不占用地面空间。 风机具有调速功能。
28
采用高温冷冻水（12℃以上），无凝结水。
制冷冷媒为R22、R134a、R407c。
数据中心能效评价指标及节能途径
3.3 机柜级冷却
数据中心能效评价指标及节能途径
3.5 自然冷源利用
间接自然冷源利用
优点： 通过换热器换热，避免了直接
引入室外空气而给室内环境带来的影响
35
缺点：
风阻大，风机能耗过高 体积相对较大，与室外联系过多 换热器容易堵塞，需经常更换过滤 网，增加了机房的维护量
数据中心能效评价指标及节能途径
0
0 0 -0.004 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.036 0.020 0.007 0
0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.060 0.020 0.007 0
0
0.020 0 -0.010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.060 0.020 0.007 0
3.5 自然冷源利用
自然冷源与蒸气压缩循环结合
优势：
我国数据中心耗电量分析[1]
数据中心能耗高：单位面积发热密度高，全年连续运行
预计到2020年，全球信息技术相关的碳排放量将达到15.4亿吨[2] ，占
全球总碳排放量5%，已经成为温室气体排放的重大来源之一。
2015年我国数据中心耗电量逼近1000亿度[3]。
数据来源: [1] ICTresearch；[2] 信息产业如何减少碳排放； [3] 中国数据中心能效研究报告
0 0 0 0
0
0.120 0.040 0.013 0
0
0.240 0.080 0.027 0
0
0 0 0 0
0
修正值
根据安全等级、气候条件以及负荷率对PUE指标进行修正。25
数据中心能效评价指标及节能途径
3.2 分离式热管
热管技术
热管技术是利用工质相变可实现远距离
26
传热、装置适应性和密封性好等诸多优点
4. 数据中心节能技术应用案例 5. 结论与展望
数据中心排热过程分析
2.1 数据中心排热本质
典型机房传热过程
热量采集 室内传热过程 传热过程 室外传热过程 热量传递 冷源选择
11
数据中心排热过程分析
2.1 数据中心排热本质
传热本质
1、换热过程本质分析
设备发热
服务器芯片
空气 气流组织
12
2、换热温差本质分析
0 0 0
0 0 -0.020 -0.145 -0.124 -0.058 0.018 -0.069 -0.018 0 0.024 0.051 0.012
0.020 0 -0.060
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0.140 0 -0.023 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.318 0.109 0.001 0
数据中心用能现状及问题
1.5 数据中心能效指标
PUE=数据中心年总耗电量/信息设备年耗电量
国内
大部分数据机房PUE>2.0 有少量PUE在1.70附近的大型数据机房
8
国外
欧美国家相当数量的机房PUE≈2.0 先进的机房PUE<1.70
北京市数据中心机房PUE情况
Google的机房(类型特殊)PUE<1.20
16
5. 耗电量大
6. 气流组织复杂
传统数据中心散热形式
数据中心排热过程分析
2.3 冷源过程
选择合适的冷源形式
风冷：干球温度
风冷 （冷源为室外干球温度）
17
蒸发冷却：湿球温度
蒸发式冷却 （冷源接近室外湿球温度）
间接蒸发冷却：露点温度
间接蒸发式冷却 （冷源接近室外露点温度）
目录
1. 数据中心用能现状及问题
3
数据中心结构和功能示意图
数据中心内部服务器机架
数据中心用能现状及问题
1.1 数据中心
不同类型的数据中心
4
由造纸厂改造的芬兰谷歌数据中心
俄勒冈州谷歌数据中心冷却塔水蒸汽
布法罗地区Yahoo数据中心
呼和浩特中国移动数据中心
数据中心用能现状及问题
1.2 数据中心能耗现状
5
世界数据中心耗电量分析[1]
数据机房热管排热系统
基于分离式热管的数据机房自然冷源 利用设备
通过室内外的自然温差实现循环排热 传热能力强、能耗低、可靠性高、环 境适应性强
数据中心能效评价指标及节能途径
3.2 分离式热管
列间热管
参数：
风机N+1配置。 即插式风机，便于维护。 列间热管安装于机架旁，占用机房空间 （300mm）。 风机具有调速功能。 采用高温冷冻水（12℃以上），无凝结 水。 制冷冷媒为R22、R134a、R407c。
3 不同系统PUE差值累加
例：将制冷系统、UPS、 照明等的PUE变化差值进 行累加，并作用于基准 PUE值
数据中心能效评价指标及节能途径
3.1 数据中心能效评价指标
负荷率
100%
22
负荷率直接影响IT设备能耗，制冷负荷的改变又会影响压缩机及输配系统能耗
25%
50%
75%
数据中心能效评价指标及节能途径
运用热管分布式冷却方法 定量描述了系统各环节耗散 成功解决了掺混和发热不均匀的问题
30
数据中心能效评价指标及节能途径
3.3 机柜级冷却
运行原理示意图 产品外观图 优点
不占用机房原地面空间 机房按需供冷，机房无
31
局部热点
风机功耗小 提供100kW冷量，风
机功率＜2kW
[1]
[1] ASHRAE TC 9.9. 数据处理环境热指南. 杨国荣, 陈巍, 王振华, 译. 2版. 北京: 中国建筑工业出版社, 2010.
数据中心用能现状及问题
1.4 数据中心能耗结构
能耗构成
主要能耗：信息设备、空调系统 其他能耗：电源系统、照明等
7
辅助设备能耗高
信息设备（~43%） 空调系统（~47%）、 供电系统 （~8%） 辅助设备所占比例过高
数据中心用能现状及问题
1.3 数据中心的建设及扩张趋势
发展趋势
数据机房投资年增长率25% 耗电量年增长率10%~15% 服务器功率增长，散热密度急剧增加
1000 900 800 700
规模（亿元）
6
600 500 400 300 200 100 0 2009 2010 2011 年份 2012 2013
2.0~2.5 16 43.24% 2.5~3.0 5 13.51% >3.0 9 24.32% 合计 37 100%
PUE 机房数（座） 比例
1.5~2.0 7 18.92%
数据中心用能现状及问题
1.6 数据中心空调系统现状及问题
9
目录
1. 数据中心用能现状及问题
2.数据中心排热过程分析
10
3. 数据中心能效评价指标及节能途径
以机柜为单位进行冷却：换热器安装在机柜内，就近带走热量 避免局部热点，增强散热能力 可实现冷量按需分配 换热器安装位置灵活：
侧背板机柜 前后双背板机柜 后背板机柜
29
工质选择：
水（存在安全隐患） 氟利昂
数据中心能效评价指标及节能途径
3.3 机柜级冷却
理论方法
1
数据中心节能关键技术研究
Frankie.Xiu
目录
1. 数据中心用能现状及问题
2.数据中心排热过程分析
2
3. 数据中心能效评价指标及节能途径
4. 数据中心节能技术应用案例 5. 结论与展望
数据中心用能现状及问题
1.1 数据中心
数据中心是一类特殊建筑，用来集中放置和管理各类IT设备
（如服务器、交换机、高性能计算机、工作站等）及其配 套设施（电源、照明、空调等），以实现对大量数据的存 储、运算、通信、网络服务等功能，为不同需求的用户提 供实时高效的信息处理服务。
100kW精密空调的室 内风机功率为6~7kW
供冷量：3~15kW
数据中心能效评价指标及节能途径
3.4 芯片级冷却
双级回路热管系统
换热器
32
热管接入服务器带走cpu所占的60%的热量。 其余40%热量由机柜前后两个背板换热器散出。 无水，无泵，维护方便，造价与能效比水冷的方案更优。
数据中心能效评价指标及节能途径
3.1 数据中心能效评价指标
1
设定评价基准：PUE=2 寒冷地区、空气冷却式、 安全等级B、负荷率100%、 中等规模数据中心
21
2
单一系统因不同条件引起 的PUE差值累加 例：将气候条件、安全等 级、负荷率等的变化对制 冷系统、UPS等能耗的影 响分别进行计算
4
条件变化后的PUE评价指标 例：严寒地区、空气冷 却式、安全等级A、负荷 率25%、小规模数据中 心
数据中心能效评价指标及节能途径
3.4 芯片级冷却
双级回路热管系统
33
数据中心能效评价指标及节能途径
3.5 自然冷源利用
直接自然冷源利用
优点： 直接利用自然冷源，
结构简单
34
缺点： 灰尘、湿度、滤网
维护、空气中微量硫氧化物 对IT原件腐蚀
直接通风带来对 IT元件的腐蚀 （微量SO2腐蚀）