数据中心节能关键技术及应用案例

数据中心节能方案分析

数据中心节能方案分析数据中心的能耗问题已越来越成为人们所关注，绿色数据中心的呼声越来越高。由于数据中心涉及的专业很多，研究者往往只从本专业出发，而没有考虑与其他专业的配合问题。随着信息技术的发展，数据中心的节能手段也在不断的更新和提高，目前主要使用的节能手段有以下几个方面。 1.1冷热通道隔离技术经过多年的实践和理论证明，在一个设计不合理的数据中心内，60%的空调机冷送风由于气流组织的不合理而被浪费了。传统的开放式热通道结构数据中心面临着两大气流管理难题：冷热空气相混合现象和空调冷送风的浪费现象。这两种现象大大降低了空调制冷的效率。其中，冷热空气相混合现象指的是由设备产生的热空气和空调机的冷送风相混合从而提高了设备的进风温度；空调冷送风的浪费现象则指的是从空调机的冷送风并未进入设备,并对设备冷却而直接回流到空调机的现象。冷热空气混合现象也是导致数据中心温度不一致的主要原因，并且这种现象也大大降低了数据中心空调的制冷效率和制冷能力。如何解决这两种现象，其实最简单的方式就是机柜面对面摆放形成冷风通道，背靠背摆放形成热风通道，这样会有效的降低冷热空气混流，减低空调使用效率。如下图所示：冷热通道完全隔离隔离冷通道或者隔离热通道哪种方式更好呢？这两种方式都将空调的冷送风和热回风隔离开来，并使空调机回风温度提高以此来提高空调的制冷效率，区别主要是可扩展性，散热管理和工作环境的适宜性。隔离冷通道的可扩展性主要是受地板下送风和如何将地板下冷风送入多个隔离冷通道的制约。很多人认为只要当空调机的出风量能满足设备的散热风量即可，但是他们忽略了高架地板下冷送风对于多个隔离通道的压力降和空间的限制。相反的隔离热通道则是使用整个数据中心作为冷风区域来解决这个问题，正因为这样扩大冷通道的空间。隔离热通道相比于隔离冷通道有着更多空调冗余性能，多出的热通道空间将会在空调系统出现故障时能多出几分钟的宝贵维修时间。而且随着服务器设备的散热能力的提高，服务器所需的散热风量将会大大的减少。现在很多服务器的热风的出风温度可到达到55℃。隔离冷通道的未被隔离部分空

高效数据中心的六大绿色节能措施

高效数据中心的六大绿色节能措施和一两年前相比，很多数据中心的运营者们如今也并未热衷于“绿色”这个词。这当然不是说他们已经抛弃了旨在提升能源效率，更好地利用IT资源的各种项目，因为这些项目既可以削减运营成本，又能减少对环境的影响。市场咨询公司451集团在考察了被大批组织和机构所接受的可降低数据中心运营成本的六种绿色实践之后，发布了一份内容全面的报告：《高效节能的数据中心实践》。其中的一些实践做法，如进行数据中心的全面规划，寻找可替代传统制冷系统的方案等可能早已被大家所熟知;其他做法，如采用直流供电和预制件数据中心等，则很少有人谈及，或者被认为不可持续而不予理会。在计划升级其设施时，数据中心的运营者们应该好好考虑或者重新考虑一下这些趋势。当然，并非所有这些实践都适合每一个组织，但如果你不去看看，那你就有可能永远都不知道有这些实践做法存在。实践1：采取综合的可提升整体效率的方法数据中心运营者需要通过结合了集成技术和各种手段全面处理效率问题的方法，而不能孤立地去对待每个项目。这其实并不是什么开创性的概念：绿色网格组织从2008年成立以来就一直在提“通盘考虑”的口号。而这样做的最大好处之一就是可以促进各部门间，尤其是设施部门和IT 部门间的协同，确保所有的参与者在对数据中心进行升级改造时能够意见一致。举例来说，IT 部门订购了一个用于关键任务项目的高端服务器机柜，那么他只需要在机柜到达数据中心时打听一下是否有足够的电力或冷却能力支持这个机柜便可。组织内的协作并未到此结束。为了努力减少能源浪费，很多企业部门之间如今已越来越开放，曾经是各部门最隐秘的东西也可以公开。这方面最有名的例子就是Facebook，利用其开放计算项目，该公司有关高效服务器、机柜和冷却设备的蓝图也都在开源。实践2：更智能的冷却系统数据中心运营者们正逐渐意识到，数据中心设施并非存放肉类的大冰柜，只需要适当制冷即可。虽说IT管理人员不希望设备因过热而失灵。但如果你花在IT上的每个美元都得分出50美分用于制冷的话——这正是很多传统数据中心的平均PUE比值——那几乎可以肯定你是在烧钱。有好多种办法可以降低冷却成本，其中一些技术始终不被企业所接受，生怕会毁掉他们的宝贵硬件。这其中就包括液体冷却技术，该技术被认为会产生很多维护方面的问题，而且使用范围有限。但是来自绿色革命冷却公司的一种液体冷却方法采用了低成本、无污染的绝缘液体，据称其吸热能力是空气的1200倍。至于空气冷却这种免费冷却方法则要比液体冷却更受欢迎。这个概念也很简单：只要把数据

数据中心机房空调节能方法研究

东北石油大学 Tianjin University of Technology and Education 毕业设计专业******** 班级学号: ##### 学生姓名：######## 指导老师：######### 二○一四年六月

东北石油大学本科生毕业设计数据中心机房空调节能方法研究Research on energy saving of air conditioning based data center 专业班级：##### 学生姓名：### 指导老师：#######教授学院： 2014 年6月

摘要针对数据中心空调系统能耗比例过高问题开展了一系列调研,指出了目前国内数据中心空调系统使用中存在的问题,针对这些问题从空调设备节能、气流组织优化和自然冷源合理利用三方面分析了相关的节能方法与手段,为数据中心空调系统的节能设计与改造提供参考和依据。本课题是利用其Fluent软件对数据中心空调系统的节能优化操作，该操作主要是对空调进行温度、湿度的参数调节，实现其数据中心机房的主控对空调的节能的具体的参数调节。关键词：数据中心；空调系统；节能；Fluent软件；

ABSTRACT For data center air-conditioning system energy consumption high proportion problem has carried out a series of research, points out the problems existing in the use of domestic data center air conditioning system, to solve these problems from the air conditioning energy conservation, air distribution optimization and rational utilization of natural cold source three aspects analyzes the related energy saving methods and means, for the data center of energy-saving design and renovation of air conditioning system to provide the reference and basis. This topic is using the Fluent software for data center air conditioning system energy saving optimization operation, the operation is mainly to adjust the parameters of the temperature, humidity and air conditioning implement its master data center room of air conditioning energy saving the specific parameter adjustment. Key Words:The data center;Air conditioning system;Energy saving;Fluent software;

数据中心节能方案

数据中心的制冷系统节能方案对于数据中心，制冷系统通常按照其满负载，高室外温度的最恶劣情况进行设计。当数据中心负载较少且室外凉爽时，系统必须降低功率以减少向数据中心供冷。然而，制冷机组的各种装置在这种情况下利用相当不充分并且工作效率极低。为了提高在这种情况下的工作效率，制冷装置经过改进，配置了变频调速驱动、分级控制或者其他功能。但是，仍然非常耗能。于是，工程师开始利用他们的知识与智慧，想法设法降低数据中心电力消耗，由此节能冷却模式应运而生。今天，我们就对数据中心的几种节能冷却模式进行一下总结。做过数据中心的暖通工程师在听到节能冷却模式的时候，首先想到的应该就是“风侧节能冷却”和“水侧节能冷却”，这两个术语常被用来形容包含节能制冷模式的制冷系统。本期重点讨论风侧节能冷却模式。 1．直接风侧节能冷却模式当室外空气条件在设定值范围内时，直接风侧节能冷却模式利用风机和百叶从室外经过过滤器抽取冷风直接送入数据中心。百叶和风阀可以控制热风排到室外的风量以及与数据中心送风的混合风量以保持环境设定温度。在与蒸发辅助一起使用时，室外空气在进入数据中心前需要先穿过潮湿的网状介质，在一些干燥地区，蒸发辅助可以使温度降低高达十几摄氏度，充分延长节能冷却模式的可用时间。

需要注意的是，这种类型的节能冷却模式在结合蒸发辅助使用时会增加数据中心的湿度，因为直接送入数据中心的新风会先经过蒸发环节。所以蒸发辅助在干燥气候环境下优势最大。如果是较为潮湿的天气环境，则应结合投资回报率评估是否使用蒸发辅助，因此所额外消耗掉的能源可能会抵消节能冷却模式所节能的能源，得不偿失。另外，此种的节能模式尽管送风已经经过过滤，但是并不能完全消除微粒，比如防止烟雾和化学气体，进入数据中心。 2．间接风侧节能冷却模式当室外空气条件在设定值范围内时，间接风侧节能冷却模式利用室外空气间接为数据中心制冷。板换热交换器、热轮换热器和热管是三种常见的隔离技术，可隔离室外湿度的影响并防止室外污染物进入IT 空间。在这三种技术中，板换热交换器在数据中心中的应用最为普遍。基于空气热交换器的间接节能冷却方法使用风机将室外冷风吹到一组板换或盘管上面，冷却穿过板换或盘管的数据中心内的热空气，将数据中心内的空气与室外空气完全隔离。这种类型的节能冷却模式也可以与蒸发辅助结合使用，向板换或盘管的外表面喷水以便进一步降低室外空气的温度，从而冷却数据中心内的热回风。与直接新风节能冷却模式不同，蒸发辅助不会增加IT 空间内的湿度，但需要补充少量新风。

数据中心节能降耗实施途径探讨

数据中心节能降耗实施途径探讨保证数据中心正常运行需要降低能源消耗，这是困扰服务商的最大问题之一。要确保IDC数据中心能够在安全条件下节能稳定运行，必须要采取一些必要措施。本文分析了数据中心的能耗比重，论述了数据中心节能降耗实施途径，以供参考。标签：数据中心节能降耗实施途径一、数据中心的能耗比重一个典型的数据中心，其能耗主要由四大块组成，第一大块是占数据中心总能耗约50%的IT设备系统，包括服务器设备、存储设备和网络通信设备等；第二大块是占数据中心总能耗约37%的空调系统；第三大块是占数据中心总能耗约10%的UPS供配电系统；第四大块是数据中心总功耗剩余的3%属于辅助照明系统。二、数据中心节能降耗的主要实施途径 1. IT设备节能在设备选型上，首先应结合数据中心的建设标准，根据实际需求购置、扩容设备，宜选择扩展性强的设备，对工作环境温、湿度要求相对宽松的设备，避免超前使用过高档次或高配置的设备。其次，在同等性能条件下，设备选型时应优先选择散热能力强、体积小、重轻、噪音低和易于标准机架安装等的设备。在使用IT设备的过程中，要在满足数据中心业务安全性的前提下，尽量提高IT设备的利用率，节省运行设备数量。在部署和维护设备的过程中，为达到良好的IT 设备节能降耗效果，建议设备部署与维护中遵循节能降耗的原则。 2.供配电系统节能 2.1供电设备选型对供电设备进行选型时，建议选用新型节能设备或技术减少设备自身能耗，提供系统整体节能效果。 2.2合理进行设备配置通常来说，数据中心的负载是分步增长的。在节电器项目初期，机房设备的负载率一般都较低，导致系统各环节的效率常常低于设计效率。 2.3合理设计布线路由

大型数据中心空调制冷系统的节能技术研究

大型数据中心空调制冷系统的节能技术研究发表时间：2019-10-24T14:39:39.913Z 来源：《基层建设》2019年第22期作者：蒋广才[导读] 摘要：近年来，我国的暖通空调系统有了很大进展，大型数据中心空调制冷系统的构成复杂，使用时耗能大，以环保为核心的大趋势下，节能是各类系统优化的基本方向。山东科灵节能装备股份有限公司山东潍坊 262100 摘要：近年来，我国的暖通空调系统有了很大进展，大型数据中心空调制冷系统的构成复杂，使用时耗能大，以环保为核心的大趋势下，节能是各类系统优化的基本方向。本文分析了大型数据中心空调制冷系统的节能技术应用，提出了促进系统综合性能的优化及强化的措施，仅供参考。关键词：空调制冷系统；节能技术；节能要点引言目前在我国暖通空调系统当中所应用的节能环保技术正在不断的发展和进步，在保证能源消耗不再增长的基础之上，可以使暖通空调系统具备除湿、制冷、制热等不同的功能，从而能够实现对二氧化碳排放量的有效控制，降低温室效应，提高能源的利用效率。 1、大型数据中心空调制冷系统的特点大型数据中心具有三大基础资源：机房空调建设，空调制冷，电力供应，占地面积为几万平方米。为了保证三大基础资源平衡，同时达到较高的资源利用率，通过调整电力供应资源和制冷资源来平衡整体资源匹配程度。单栋数据中心能耗占成本的76%，建设成本中制冷成本占21%，所以对数据中心的制冷节能是必要的。维修与维保两个降低能耗的方式，可以提升全生命周期，可以按时的掌握设备的工况，能够迅速地检测设备故障，高度的管理性是数据中心不可或缺的必要因素。 2、影响空调制冷能耗的主要因素产品的设计、选型及安装决定了制冷系统的工作效率，主要的影响因素有以下几点：第一，换热温差。一般而言，蒸发器内制冷剂蒸发的温度低于大气中的温度，才能将热能转给制冷剂吸走，并且保持压力平衡状态。第二，膨胀阀开启度。根据过热度进行定期检测，不断校准，使其过热度保持在合适的范围内。第三，制冷产品应用范围越来越广，且能耗巨大。随着社会的不断发展，制冷空调应用于企业、商场、学校、住宅等领域，耗能急剧增加。第四，选用高效能的压缩机及蒸发器冷凝器结构及换热面积的优化配置，高效换热材料的应用。第五，制冷系统安装工艺的改进提高等。第六，先进电气控制系统的应用等。 3、大型数据中心空调制冷系统的节能技术 3.1可用度分析数据中心的主要应用目标是用于对组织运作的数据进行处理。这样的系统可以从软件企业购入，也可以由组织内部进行独立开发。一般情况下通用的系统包括了企业资源计划和客户关系管理系统。整个数据中心的服务倾向综合性服务。这样的系统一般由多个主机构成，各个主机的运行都是独立的，掌管单一的节点，包括数据库、应用服务器、文件服务器、中间件等等。此外数据中心也经常用于对非工作站点完成备份。这些备份通常与备份磁带共同使用。将本地服务器信息录入磁带。除此之外磁带的存放也易受环境的影响。规模较大的公司，可能会将备份的系统信息传递到非工作空间。并且借助数据中心完成回投。备份在经过加密之后，可以通过互联网被发送到另一个数据中心当中，得到妥善保存。为了达成受影响后恢复的目标，许多硬件供应商都提供了新的解决方案，以保证短时间内的可操作性。包括思科系统，美国太阳微系统公司的Sun微系统，IBM和惠普公司共同开发的系统，都是创新性的解决方案。在实际的系统应用过程中，因为可用度关乎空调系统的质量，因此冷却水泵、冷却塔及冷水机组的可用度等，都关系到厂家。在自然冷却的情况下，设备的群组串联方式相对来说有更强的可用性。 3.2可维护性比较由于机房具有一定复杂性，随着业务的发展，管理任务必定会日益繁重。所以在机房的设计中，必须建立一套全面、完善的机房管理和监控系统。所选用的设备应具有智能化，可管理的功能，同时采用先进的管理监控系统设备及软件，实现先进的集中管理，从而迅速确定故障，提高运行性能、可靠性，简化机房管理人员的维护工作。 3.3可管理性与节能性的比较可管理型的衡量应首先从冷热通道的控制去分析，因许多用户会使用塑料板去隔离冷热空气，进而确保冷却的效率得到提升。冷热通道控制这一手段的应用能够确保数据中心的冷却效率有百分之十五左右的提升。实际转换成电力消耗的数值，在服务器数量五百，每度电费五毛的前提下，每年约省电费的数额为七万两千元。但是依照当前的运行成本及系统概况来看，因涉及许多环节的操作，所以这样的处理需要面对较大风险。近年来随着冷水机组制冷效率的不断提升，制冷过程当中水泵的耗能占比也更高，甚至能够达到整个系统能耗的百分之十五到百分之三十五，在设备群组模式下，调节水流量与扬程的方式更多，能够达成多台水泵的同步变频，并且对变频水泵的台数进行控制。在多冷源并联模式下是无法对台数进行控制的，所以设备群组方式的优势更为明确。 4、关于暖通空调系统的空调制冷管道的安装管理技术与安全对策 4.1制冷管道的敷设方式制冷系统的排气管要设置在吸气管上端，两管设置在同一水平支架上，同时两者要确保在一定的距离，以确保避免出现吸气管道与支架直接接触产生相对应的冷桥问题。同时也要着重根据相关情况，把一个油浸过的木块放到管道之间的空隙缝内。敷设制冷剂的液体与气体管道在应用方面要与既定的设计要求相符合，用顺流三通接口。针对制冷管道弯道的设计，要用冷报弯设计，因为这样可以很大程度上有些要减少管内的秽物。针对地下敷设进行划分可以划分为三种情况，分别是：通行地沟敷设、半通行地沟敷设以及不通行地沟敷设。大多数时候都要进行通行地沟敷设的地沟的设置，冷热管要敷设在同一个通行地沟内部，低温管道的敷设要与其他管道有足够的距离，同时要设置在其他管道的下边。半通行地沟高度要稍微低于通行地沟，高温管与低温管不可以在同一个地沟内敷设。 4.2高效能的压缩机换热技术制冷空调的核心技术是压缩机，提高压缩机的工作效率，不断改进结构，控制能耗，将传统的活塞式、旋转式压缩机逐渐用涡旋式压缩机，高效螺杆式压缩机及磁悬浮离心式压缩机取代并采用变频控制。选取优质的材料，使得压缩机传热效果增强，增加换热接触面积，提高换热性能，使热量及时排放有效地增加效绩。

数据中心节能改造的7种解决方案图文【最新版】

数据中心节能改造的7种解决方案图文点评网()报道:随着计算机网络业务量的迅速增长、服务器数量的增加，机房的面积及规模也在不断扩大，数据中心的能耗成本也迅速增加,并有赶超硬件成本的趋势。据权威机构调查显示，我国每年用于服务器的电源和冷却的总开支超过了20亿美元。对于已经建成投产的数据中心，如何实现有效的节能改造，需要从多方面考虑。本篇介绍了数据中心基础设施节能改造的几种主要解决方法。一、设计一套机房整体监控系统图IT设备负载变化曲线从机房负荷和空调冷量配置来看，机房一般设计为N+X的安全运行模式，但从整个机房IT设备布局来看，由于机房面积较大，考虑其循环风量及减少机房局部温度死角等问题，及负载设备功耗的动态变化，精密空调群无法做到人为控制按照需求运行，机房发热量变化

无规律可以遵循，所有室内风机全速运行，压缩机由每台空调独自按照自己的需求进行控制，此种运行模式从运行费用角度来说是不经济节能的。如果强制空调群中的冗余设备进行关机运行，由于机房气流组织及温度变化规律很难掌握，人为控制空调的开机与关机也很难做到机房安全，因此可能存在局部温度不可控的现象。因此，机房精密空调群控対机房节能起到至关重要的意义。机房专用空调群控节能的思路是:在保障机房设备正常运行的前提下，通过减少冗余空调设备的运行时间，来降低整个机房的能耗，实现空调系统的备份/轮循功能、层叠功能、避免竞争运行功能、延时自启动功能。结合曙光自适应集群功率与能耗监控系统，进行精密空调集群集中管理，管理软件根据CPU占有率计算每一排的服务器功耗，根据负载分布情况及精密空调分布情况精确控制相应位置空调的工作状态，其中主要包括压缩机的启停和空调室内机的风扇启停。精密空调通过RS485网络与协议转换器通信，协议转换器通过以太网与管理节点协同工作，这样使不同厂家的精密空调(具有监控功能)能够通过曙光标准协议接口与管理节点进行数据交互每个服务器机柜内安装两个无线温湿度探头，每排机柜构成一个网络，通过物联网的组网方式形成一个温湿度监控网络，并通过以太网将数据上传至管理节点，形成双层监控网络，在监测到服务器到温的时候，开启机房空调，在节能的

数据中心节能发展方向

企业数据中心节能发展的方向现如今，“浪费能源对我们的环境是有害的”已然成为了众所周知的共识。但很少有人真正意识到，其对于企业的业务也同样是不利的。每天，持续进行着IT运营的企业组织都在节省数千乃至数百万美元的IT开销。而不能再将企业的IT预算资金浪费在不必要的高额能源费用上。而且，通过这样，还帮助他们进一步赢得了当前对于绿色环保意识高涨的客户们的业务。事实上，哪怕完全无视企业社会责任方面的影响，企业实施可持续发展的案例所带来的纯经济影响也是毋庸置疑的。此外，现在全球IT业界的相关排放量占总污染量的2%(与全球航空业界的污染相当)，而企业数据中心正是帮助当前的企业开始实现上述这些经济效益的理想场所。在本文接下来的部分中将与广大读者朋友们共同探讨两大重要的问题：什么原因使得当前的数据中心变得“绿色环保”;以及如何将这些“绿色环保”的特征转化为企业真实的资金节约?并且还将研究企业数据中心的效率、可靠性和正常运行时间之间的平衡——以及企业应当如何将可持续的选择方案结合起来，以便能够提供最佳的客户体验。有鉴于此，那么就来仔细看看有助于数据中心减少能源浪费的各个相关要素，以及这些相关要素如何帮助数据中心的运营转化为能源的节约吧。太阳能现如今，太阳能发电正处于扩大采用的良性循环中，其导致了企业数据中心基础设施成本的下降。在过去的四年里，太阳能电池板的平均价格下降了60%。而且，安装光伏太阳能电池阵列的成本已经缩减到每瓦3美元，这大约相当于煤炭发电的成本。当前，在美国，有越来越多的企业选择在他们企业办公建筑的屋顶安装太阳能板，数据中心也不例外。太阳能的可变成本可以忽略不计——因为其源材料(太阳光)是免费的。更重要的是，在白天能源价值最高的时候，太阳能的供应量是最大的。但是，太阳能供应的变化也凸显了其自身的一个重大问题——其不容易储存。如果太阳能不能立即使用的话，就会丢失。与此同时，太阳能的光照效率高度依赖于数据中心所在地区的气候。太阳能的密度(或者从有限的空间中具体所能够获得的能源量)，可以因数据中心所处当地为温带城市或荒芜的沙漠的不同而产生高达5瓦/平方米(W / m2)到20瓦/平方米的波动差异。上述这些数据同时还受到在太阳能电池板的生产中所使用的具体材料的影响。随着科学技术的不断进步，业界的科学家们正在开发更好的材料，包括新生的称为钙钛矿的太阳能吸收晶体，以获取更多的太阳照射。对于所在地缺乏合适的光照气候条件或相应的基础设施，无法很好的充分利用太阳能的数据中心而言，相同的环境效益可以通过美国太阳能可再生能源认证证书(SREC)的形式获得——这在美国是可交易的非有形能源商品，可再生能源认

1-数据中心空调系统设计与节能优化分析

数据中心空调系统设计与节能优化分析引言现代科技的发展对IT、电信企业的要求逐步提高，为了满足市场要求和行业竞争，企业必须不断投入人力物力进行硬件加强，随之，研发大楼越建越多，研发中心的核心之一——数据中心的规模也在逐步扩大。据Jonathan Koomey博士(美国斯坦福大学和伯克利实验室教授)的一份研究报告统计，自2000年到2005年，全球数据中心能耗翻了一番，2005年美国所有数据中心的电耗是450亿kwh，其中包括了数据中心IT设备、空调制冷设备及其辅助设备的耗电量，直接产生的经济费用为27亿美元，由此估计全球数据中心的能耗所产生的费用为72亿美元。根据美国Uptime研究院的分析，数据中心的电耗增长迅速，以每年15%的速度增长，到2005年已经达到了18000 w/(平方米机柜占地面积)。从2000年到2001年，仅一年时间，机柜能耗就增长了1100 w/(平方米机柜占地面积)。数据中心单位面积能耗可由机房总能耗以机房面积得到。如何以最节能的方式保证系统的稳定运行成为了空调设计师的首要任务。本文针对上海某IT企业研发大楼的4个数据中心进行分析。 1、数据中心概况该IT企业大楼位于上海郊区某科技园区，共5层，建筑面积约为25 000平方米，本文研究的数据中心位于该大楼5层中心位置，呈长条形布置，4个数据中心的面积分别为286，164，104，144平方米。数据中心的正上方屋顶上设有1.8 m高的平台，用于放置大楼的空调处理设备，平台下则放置了与数据中心有关的排风设备以及用于数据中心全新风制冷的新风百叶，既保证了设备的隐蔽性和安全性，又防止雨天或者其他特殊天气对数据中心空气调节带来的影响。 2、空调系统设计 2.1数据中心房间设计温湿度

(完整版)数据机房专用空调能耗评估与分析

数据中心能耗指标 1. PUE PUE ( Power Usage Effectiveness，电能利用效率)是国内外数据中心普遍接受和采用的一种衡量数据中心基础设施能效的综合指标，其计算公式为： PUE = P Total / P IT 其中，P Total 为数据中心总耗电，P IT 为数据中心中IT 设备耗电。 PUE 的实际含义，指的是计算在提供给数据中心的总电能中，有多少电能是真正应用到 IT 设备上。数据中心机房的PUE 值越大，则表示制冷和供电等数据中心配套基础设施所消耗的电能越大。2. pPUE pPUE(Partial Power Usage Effectiveness,局部PUE)是数据中心PUE概念的延伸，用于对数据中心的局部区域或设备的能效进行评估和分析。在采用pPUE 指标进行数据中心能效评测时,首先根据需要从数据中心中划分出不同的分区。其计算公式为： pPUE1= (N1+I1) / I1 其中, N1+I1 为1 区的总能耗, I1 为1 区的IT 设备能耗。局部PUE 用于反映数据中心的部分设备或区域的能效情况,其数值可能大于或小于整体 PUE,要提高整个数据中心的能源效率，一般要首先提升pPUE值较大的部分区域的能效。 3. CLF/PLF CLF( Cooling Load Factor)称为制冷负载系数，PLF( Power Load Factor)称为供电负载系数)。CLF 定义为数据中心中制冷设备耗电与IT 设备耗电的比值；PLF 定义为数据中心中供配电系统耗电与IT 设备耗电的比值。 CLF 和PLF 是PUE 的补充和深化,通过分别计算这两个指标,可以进一步深入分析制冷系统和供配电系统的能源效率。 4. RER RER( Renewable Energy Ratio，可再生能源利用率)是用于衡量数据中心利用可再生能源的情况,以促进太阳能、风能、水能等可再生,无碳排放或极少碳排放的能源利用的指标。一般情况下, RER 是指在自然界中可以循环再生的能源, 主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。专用空调系统能耗评估与分析冷源的效率能耗分析：

数据中心工程中暖通系统节能措施的分析与研究

数据中心工程中暖通系统节能措施的分析与研究摘要：随着中国经济的迅速崛起，信息化、网络化的时代快速到来，数据中心的规模越来越大、服务器的发热密度越来越高，与之伴随的则是能源消耗的陡然升高。概述了目前数据中心工程设计时主要的暖通系统，逐一分析目前采用较多的节能措施特点、应用条件等，讨论了一些应用较少或较新的节能措施。关键词：数据中心；发热密度；节能措施一、引言随着中国经济的迅速崛起，信息化、网络化的时代快速到来，作为信息化的基础设施，数据中心的规模越来越大、且服务器的发热密度越来越高，与之伴随的则是能源消耗的陡然升高，节能变得刻不容缓，从IT设备自身对周围环境的要求出发，制定一个系统的、有针对性的、安全的、节能的暖通空调系统方案成为暖通专业设计人员的主要目标。在2006年以前，单个数据中心的规模还很小，大多数均在2000m2以下，且单机柜发热密度也很小，采用的冷却方式一般为直膨式的机房专用精密空调，其特点是控制精度高，在寒冷地区能全年运行，使用寿命较一般舒适型空调长，但价格昂贵。2006年后，数据中心的规模越来越大，单个数据中心的面积达到上万平方米，如果还按照机房专用精密空调作为冷却方式，评价其节能效果的重要指标PUE(Power Usage Effectiveness)至少在2.0以上。所以，这种冷却方式在规模较大的数据中心中会使得整个运行过程的电费大幅升高。针对这种情况，目前的普遍做法是用冷冻水系统代替直膨式精密空调，以冷冻水系统(一次泵或二次泵均可)作为基础，针对不同的气候参数、可利用场地、平面布局等条件又细分为多种形式，例如冷源可以是风冷冷水机组，也可以是水冷冷水机组；空调末端可以是精密空调也可以采用组合式空调，且组合式空调还可以采用热回收式机组等。本文主要从节能的角度出发，重点阐述可行的节能措施，针对具体工程，可根据实际情况选取合理的节能措施形成一个完整的、有针对性的空调系统。二、数据中心机房环境要求数据中心主要是给服务器、存储等设备提供一定的运行环境，服务器等设备均是处于全年不间断运行中，对于运行环境要求非常，涉及温度、湿度和空气洁净度。一般机房机柜区域或冷通道温度设置在24℃左右，湿度40%到65%，空气洁净度要求每立方空气中大于或等于0.5μm的悬浮粒子数少于1760000粒，如果空气中存在的硫化物、氮氧化物以及腐蚀性气体也会对于服务器等设备产生非常大的伤害。相关统计数据显示，数据中心每年每平方英尺能源成本是普通办公室的十倍，其中暖通系统能耗最大，可见暖通系统能耗的严重性。导致数据中心暖通系统能耗高的因素有很多。首先，从新风处理角度来看。一些数据中心建设中，忽视了对自然因素的利用，不能新风处理能耗大，且处理效果不理想，导致新风处理过程中能耗问题突出。此外，一些数据中心规模扩大、设备增多，却没有合组织气流，结果造成冷风与服务器的热风混在一起，严重制约了暖通系统功能发挥，导致能耗严重，更给设备运行造成了不利影响。另一方面，一些数据中心缺乏相应管理制度，没有设置隔离门，造成数据中心与外界空气环境交换过于频繁，导致数据中心内部湿度、温度与实际需求偏差较大，就会加大暖通系统整体能耗，更

数据中心八大节能八个步骤

数据中心八大节能八个步骤现有的节能技术大都没有顾及电力需求增长的主要因素，只考虑如何降低整体能耗成本。企业为数据中心节省能源同时提高效率，其实还有更有效的办法。只要实现高效存储数据，减少机器及磁盘数量，就能解决急速增长的能源消耗问题。这个策略不仅可以减少系统的复杂性，降低成本，还可以改善网络效率和性能表现，从而对新的业务需求能做出更好的反应。 1. 整合服务器和存储系统服务器本身已消耗了数据中心的一半能源，而存储系统是另一大能源消耗者。事实上，窗口数据的大幅增长，导致了窗口档案服务器和直接附加存储系统的数目急增。因此，只需设立一个存储网络，整合服务器和存储系统，减少设备数量，数据中心的可用能源就能迅速增加，从而提高能源效益。 2. 选用高容量磁盘驱动器典型的SATA磁盘驱动器，与相同容量的光纤通道(Fibre Channel) 磁盘驱动器相比，可以节省大约一半的能源。同时，它们可以提供最高的磁盘驱动器可用存储密度，进一步降低能源消耗。一些具有磁盘修复及数据保护技术的SATA磁盘正日趋流行，成为很多企业应用的理想选择。 3. 减少磁盘驱动器数量，防止磁盘故障 SATA磁盘驱动器的数据存储量比光纤通道主磁盘驱动器多，但我们不能因此而忽略了数据可靠性。当前流行的双区间(Dual-parity) RAID-DP,能够提供更高的存储利用率和错误容忍度，可同时修复两个故障磁盘驱动器的数据。 4. 将数据转移到更高效的存储系统为确保最有效地使用存储资源，可以把数据转移到次存储系统以减低主存储的负荷。一个完善的信息服务器能自动把存取率较低的数据，自动由主存储器转移到存储效益较高的次存储系统去。 5. 提高利用率据业内估计，存储利用率只有25%-40%,即大约有60%-75% 的存储容量还没有被使用，却在不停地消耗能源。市场上有些方案能有效解决这个问题，通过共享存储，让所有磁盘都可以存取数据，平均存储利用率可高达60%。 6. 单方案多应用只要掌握了数据备份的窍门，就能大幅节省存储空间。第一，只存储变更的数据。第二，用数据备份实现多个不同应用，以降低对特定存储系统的依赖，同时将后备系统用于验证及异步灾难恢复，减少特定存储系统的数量，节省更多能源。第三，重复数据删除技术(Deduplication) 可以避免对存储于主磁盘阵列的多余数据进行重复备份，缓解增加次存储容量的需求。

数据中心空调系统节能设计分析及方法探究

数据中心空调系统节能设计分析及方法探究发表时间：2019-08-06T15:46:25.110Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年8期作者：傅永洪 [导读] 空调系统作为保证数据中心的稳定高效运转必不可少的措施，经过专业研究有着极大的节能减排的挖掘余地。浙江新大新暖通设备有限公司浙江金华 321000 摘要：伴随着大数据时代的到来，我国的数据中心的数量与日俱增。但是数据中心的高能耗问题也成为了我国节能减排工作需要关注的一个重点问题，本文以大型数据中心空调系统作为研究对象，在分析大型数据中心空调系统的设置和特点的基础上，提出具有可实施性的节能措施，进而提高大数据中心空调系统的节能减排和能源利用率。关键词：数据中心；空调系统；节能；分析研究一、引言进入大数据时代，各行各业的发展越来越离不开能够集中处理、存储和交换数据的专业数据中心，因此，各领域的数据中心建设和改造数量越来越多，规模越来越大。可以说我国的数据中心发展迅猛。但是通过系列的调查研究，可以发现我国当前的数据中心年耗电量很大，这也就意味着我国大多数的数据中心的平均电能使用效率（简称PUE=数据中心总能耗 / IT设备能耗）高，这并符合当前节能减排的发展原则。因此，我们需要通过多种形式的策略减少大数据中新的高耗能问题。其中，空调系统作为保证数据中心的稳定高效运转必不可少的措施，经过专业研究有着极大的节能减排的挖掘余地。二、数据中心空调系统的组成数据中心空调系统主要有制冷系统、散热系统及降温辅助系统三部分组成。（一）制冷系统主要是冷水机组，制冷系统的工作原理是通过转变制冷剂的高压、低压的形态，利用空气的流动性，迫使数据中心机房内部的热量流出室内。制冷系统作为保证机房温度的基础保障，是空调系统高耗能的部分之一，影响空调系统中制冷系统能源消耗的因素有机房环境温湿度、室外环境温湿度、受负载率等。（二）散热系统主体是风机或泵，工作原理是利用空气或水把热量从数据中心内部搬运到数据中的室外。排热系统产生足够的风量或水量以带走巨大的热量，但同时散热系统也是数据中空调系统耗能高的部分之一。影响散热能源消耗的因素是机房内部的气流组织。（三）降温辅助工作原理是通过冷却塔、喷头或湿式过滤器，利用水的蒸发在热量排到室外的工作过程中提供帮助。降温辅助系统可以提高换热效率，帮助空调系统把热量散发地更快。降温辅助系统的耗能比例占空调系统整体耗能比例较小。三、数据中心空调系统高耗能解析（一）空调系统配置不合理由于数据中心对内部环境的恒定温湿度和空气质量都有很高的要求，但限于一些外部环境和技术升级的原因，大部分数据中心的空调系统都不引入室外新风，而采用循环风带走室内高密度的显热量。一般情况下，在室内没有湿源的条件下采用循环风的送风方式，空调系统是不用除湿的。但在数据中心空调系统的实际运行中，机房空调仍会流出冷凝水，这是因为空调在冷量输出时，冷凝水会携带冷量。因此数据中心在严格空气湿度的情况下，机房空调系统通常会一边对机房内部降温回风、冷凝除湿，另一方面又同时加湿，这种设备工作方式并不不合理，会造成大量不必要的能量浪费。（二）机房气流组织不合理数据中心机房内部的气流组织会对整体的散热排风效率产生极大的影响，当前的多数数据中心的气流组织都存在一些不合理的现象，主要体现在以下三方面：一是机柜排列方式不合理，把机柜面向同一个方向摆放，造成的结果就是前面服务器排出的热空气直接被后排服务器吸收，使得冷热气流混合在一起，大大拉低了空调制冷效率；二是送风通道设计不合理。一些数据中心建设规划不专业，送风管道等不符合标准，影响了空调系统的制冷能力，为了满足制冷要求会选用超出设备发热量的空调，提高了耗电量；三是地板出风口位置和空调出风口的距离设置不合理，甚至在二者之间摆放机柜，造成出风量不足、局部过热的问题。四、数据中心空调系统的节能措施（一）采用自然冷却技术传统的常规制冷系统，需要制冷系统全年不间断地制冷，冷水机组全年运行运行，占据了空调系统的极大的耗电量。因此，采用自然冷却技术，可以在低温环境下，优先利用低温的自然水或风做冷源，免除了冷水机组的耗电成本。目前的自然冷却技术，主要有水侧自然冷却技术和风侧自然冷却技术两种。（1）水侧自然冷却技术水侧自然冷却技术，顾名思义就是在符合标准的情况下利用自然水做冷源供水。采用水侧自然冷却技术，一般需要把冷水和冷却水系统串联在板式换热器中，并把冷水的供回水温度设置成三段式：当冷却水供水温度≥16℃时，冷水机组和平时一样常规制冷，单独承担数据中心的全部冷负荷；当冷却水供水温度降到10—16℃，系统可以开始使用部分的冷水作为免费冷源，由冷水机组和免费冷源共同为空调系统提供冷负荷；当冷却水供水温度＜10℃以下时，冷水机组可以在技术设置后自动停止运行，空调系统的全部冷负荷由免费冷源提供。通过自然冷却技术，在过渡季和冬季减少了压缩机工作，这种技术十分适合在我国北方沿海范围内的寒冷湿润性气候里使用，可以大大降低数据中心空调系统的PUE值。（2）风侧自然冷却技术风侧自然冷却技术包括和间接利用室外新风两种方式。直接利用室外新风，是指把室外低温冷空气运用过滤、除硫等方式净化处理后，直接引进数据机房内，作为冷源冷却设备，实现节能。如全年PUE仅1.07的FACEBOOK数据中心，采用的就是直接利用新风供冷。间接利用室外新风，又称“京都制冷”，东京很多的数据中心都采用这种方式，具体是指室外低温空气不直接进机房，而是通过转轮式换热器吸

数据中心节能方案分析

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数据中心节能方案分析数据中心的能耗问题已越来越成为人们所关注，绿色数据中心的呼声越来越高。由于数据中心涉及的专业很多，研究者往往只从本专业出发，而没有考虑与其他专业的配合问题。随着信息技术的发展，数据中心的节能手段也在不断的更新和提高，目前主要使用的节能手段有以下几个方面。冷热通道隔离技术经过多年的实践和理论证明，在一个设计不合理的数据中心内，60%的空调机冷送风由于气流组织的不合理而被浪费了。传统的开放式热通道结构数据中心面临着两大气流管理难题：冷热空气相混合现象和空调冷送风的浪费现象。这两种现象大大降低了空调制冷的效率。其中，冷热空气相混合现象指的是由设备产生的热空气和空调机的冷送风相混合从而提高了设备的进风温度；空调冷送风的浪费现象则指的是从空调机的冷送风并未进入设备,并对设备冷却而直接回流到空调机的现象。冷热空气混合现象也是导致数据中心温度不一致的主要原因，并且这种现象也大大降低了数据中心空调的制冷效率和制冷能力。如何解决这两种现象，其实最简单的方式就是机柜面对面摆放形成冷风通道，背靠背摆放形成热风通道，这样会有效的降低冷热空气混流，减低空调使用效率。如下图所示：冷热通道完全隔离隔离冷通道或者隔离热通道哪种方式更好呢？这两种方式都将空调的冷送风和热回风隔离开来，并使空调机回风温度提高以此来提高空调的制冷效率，区别主要是可扩展性，散热管理和工作环境的适宜性。隔离冷通道的可扩展性主要是受地板下送风和如何将地板下冷风送入多个隔离冷通道的制约。很多人认为只要当空调机的出风量能满足设备的散热风量即可，但是他们忽略了高架地板下冷送风对于多个隔离通道的压力降和空间的限制。相反的隔离热通道则是使用整个数据中心作为冷风区域来解决这个问题，正因为这样扩大冷通道的空间。隔离热通道相比于隔离冷通道有着更多空调冗余性能，多出的热通道空间将会在空调系统出现故障时能多出几分钟的宝贵维修时间。而且随着服务器设备的散热能力的提高，服务器所需的散热风量将会大大的减少。现在很多服务器的热风的出风温度可到达到55℃。隔离冷通道的未被隔离部分空间的温度将会比传统数据中心大大的提高，这将增加了数据中心工作人员的舒适度和减少数据中心其他设备的使用寿命。

世界500强数据中心机房节能方案

微软(上海) 数据中心机房节能解决方案 ?全球唯一基于I D C绿色节能的物联网应用平台 ?2+8（2项成果，8大核心技术突破） ?已获8项技术专利、10项软件著作权 ?制冷能源节约高达60% ?效率提高200% ?N A T o p I n t e r n a t i o n a l.D e c.2013

优化效果现状分析优化方案合作模式案例学习

100200300400500600700869.4万 289.95节能效果： PUE 值从2.36下降至1.5，每年将减少制冷电费支出115.89万元，五年总节约579.45万的电费，节约2,343吨标煤，减排5,782吨CO2，约合119亩森林。优化前五年原所需制冷电费优化后五年现所需制冷电费优化效果——节能效果

5010015020025030012 3 优化前 IT 负荷优化后 IT 可增容负荷 2倍容量增加优化效果——经济效益经济效益：优化后，不增加基础设施，IDC 可以增加二倍的IT 负荷，即可增加二倍的经济收入；同时能源节约的绝对值也相应提高。 155KW 310KW 450KW 优化后 IT 可增容负荷

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现状分析：建筑面积：230.4 平方米机柜：115台，前后网孔门，地板：活动地板，下送风，地板高度400mm, 空间阻碍物少精密空调: ASD1500CW 146KW(显冷) 5台(4+1) UPS: Hipulse 400KVA 1台 + 300KVA 1台风道：机柜采用自然冷热通道分隔模式机房温度： 22o C ，机房湿度：50% 机房现状

IDC数据中心的六大节能降耗的策略

减少UPS和空调的冗余是舍本求末 IDC机房承载着企业的核心数据和关键业务。随着企业的发展扩大，需要处理和存储的数据呈几何级增长;新业务的层出不穷，需要更多的数据处理设备来支撑。数据处理和存储设备的任何一点闪失，不仅会造成企业巨大的经济损失，更会影响企业的品牌形象。而数据处理和存储设备比一般的设备需要更好的供电质量和温湿度环境。供电方式从UPS单机、1+1并机发展到现在的N+M并机和双母线，供电可用性从单机的90%提高到双母线的99.9999%，并且正在向更高的方向发展。更高的供电可用性，仅靠技术的进步来提升是远远不够的。全世界UPS行业20年的不懈努力，UPS单机可靠性也仅从90%提高到98%左右。更高的供电可用性只有通过更多的冗余来保障，而冗余的UPS必然是降低了平均每台UPS的负载量，降低了其运行效率，从而提高了能耗。但如果从减少UPS的冗余来降低能耗则需要更加慎重，如果是供电系统的可用性或冗余量超过了IDC机房的规划设计要求，则可以考虑适当减少;如果UPS供电系统刚刚达到或尚不能全面满足IDC机房的供电可用性要求，再减少UPS的冗余来节能就是舍本求末，得不偿失。 IDC机房设备集成度的提高，已经使单机架的功率大幅度提升。台式服务器机架功率为1.5kW，模块式服务器机架功率为5kW，现在最新的刀片式服务器机架功率高达15kW。高耗电，必然产生了高发热，因此IDC机房的空调需求量也大幅度增加。在台式服务器时代，因为单位功率密度低，即使空调出现问题，机房温度也不会迅速升高到极限温度，维护人员有充足的时间来修复空调，因此几乎没有空调冗余的要求。但进入模块式服务器时代，对空调的可用性要求就不同了，空调短时间的停机或制冷量不足，机房温度会迅速升高到极限温度。曾经有一个机房，3台空调坏了1台，半小时后机房温度到了40℃，服务器全部报警甚至停机。现在是刀片式服务器，以往的空调散热方式已经不能有效解决机架内的热问题。因此，要想减少空调的冗余或配置来达到节能的目标同样是冒极大的风险。节能降耗的六大通用原则