节能改造 数据中心节能改造的7种解决方案

点评网报道:随着计算机网络业务的快速增长和服务器数量的增加，机房的面积和规模也在不断扩大，数据中心的能耗成本也在快速增加，趋于赶上硬件成本。权威机构调查显示，中国每年用于服务器供电和散热的总支出超过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。本文介绍了数据中心基础设施节能改造的几种主要解决方案。

首先，设计一套机房整体监控系统

图信息技术设备负荷变化曲线

从机房负荷和空制冷量配置来看，机房一般设计为N+X安全运行模式。但从整个机房的IT设备布局来看，由于机房面积较大，考虑到其循环风量和降低机房局部温度死角，以及负载设备功耗的动态变化，不能人为控制精确的空组调整按需求运行，机房发热量的变化可以不定期跟随，压缩机由每台空压缩机根据自身要求控制。这种运行方式在运行成本上不经济节能。如果空调度组的冗余设备被强制关闭，很难掌握机房的气流分布和温度变化规律，很难通过手动控制空调度的启停来保证机房的安全，因此可能会出现不可控的局部温度。因此，机房精确调整群控和绿色数据中心空具有重要意义。

机房专用空调度群控节能的思路是在保证机房设备正常运行的前提下，通过减少冗余空调度设备的运行时间，降低整个机房的能耗，实现空调度系统的备份/循环功能、级联功能、避免竞争运行功能和延时自启动功能。

结合曙光自适应集群功耗和能耗监控系统，进行了精度空调整的集群集中管理。管理软件根据CPU占用率计算每行的服务器功耗，根据负载分布和精度空调整分布精确控制相应位置空调整的工作状态，主要包括压缩机和室内机风扇的启停。precision 空调节器通过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，使得不同厂家的precision 空调节器可以通过曙光标准协议接口与管理节点进行数据交换。每个服务器机柜内安装两个无线温湿度探头，每排机柜组成一个网络，通过物联网组网形成温湿度监控网络。并将数据通过以太网上传到管理节点，形成双层监控网络。监控服务器温度时，打开机房空以节约能源，保证设备安全。

其次，建立机房的散热和气流组织模型

专业散热工程师利用CFD技术，通过对中央机房空气流分布特性的数值分析和模型实验，深入分析中央机房内的气流速度场和温度场分布，并在此基础上得出合理的冷量分配设计方案，获得最佳的回风状态，满足设备散热需求，降低空负荷，从而得出最优的冷量分配，目前主要通过airpak或fluent仿真软件实现。

图机房CFD气流组织模拟图

第三，给橱柜加一个盲板

在机房的一些机柜中，由于设备数量少，冷空气从机柜下部向上进入机柜后，很大一部分冷空气直接进入机房，没有经过设备，导致空的气源短路，大大降低了空的制冷效率。

通过阻断风道来减少风的短路，提高空调节的制冷效率。具体方法是在机柜内没有安装设备的空房间安装盲板，这样冷空气只能通过设备送到机房。

图机柜增加盲板气流分布示意图

四.安装主动供气部件——机柜的ADU

传统的地板下送风空调节送风距离长，送风效率低，导致出风口制冷量和风量不足，不能满足设备散热要求。

针对这种情况，在出风口安装了一个主动式出风口装置ADU，在adu上安装了两个或四个EC风扇，风扇可以根据机柜的负载来调节速度。这种主动送风装置可以提高空的空调效率，从而在满足制冷量和风量需求的情况下，减少空空调机的数量，从而达到节能的效果。

图机柜地板ADU气流分布示意图

图ADU模块效应

V.关闭机柜的冷通道

传统的地板下送风是机房内特殊的空音，属于扩散送风。这种形式容易造成气流短路，送风不足，导致空制冷效率低。

目前，冷通道可以关闭，将冷热气流分开，防止气流短路和冷热空气混合，可以大大提高空调节机的制冷效率。在满足机房设备正常散热的情况下，关闭部分空调节机，以达到节能的效果。

第六，给机房增加新风系统

目前，许多大型数据中心使用新风系统来实现节能方案。由于房间空在机房内是封闭的，设备产生大量的热量，而空的精确调节需要一年24小时不间断运行，在制冷和加湿过程中消耗大量的电能。新风和焓控技术的引入，可以在春、秋、冬三季引入室外低温空空气，关闭精密空调节。同时，在保证机房温度、湿度和洁净度的前提下，可以达到节能的目的。

七.改造机房的精密空调节，使其具有自然冷却功能——采用氟泵节能系统

传统的地板下送风机房空在冬季室外环境较低时仍需制冷，不能充分利用室外自然冷源，节能效果差。针对这种情况，可以对空调节系统进行升级，在原有空调节系统的基础上增加氟泵机组。通过控制系统，当冬季外部环境较低时，可以关闭压缩机，开启氟泵系统进行制冷。因为氟泵比空调节压缩机耗能少，以中央机房为例。

图氟泵空调节系统示意图

基于以上几项节能改造措施，针对旧数据中心因地制宜地分析最合适的具体解决方案，发现问题，通过高度智能化的监控和精细化的管理维护，在保证高可用性和高可靠性的前提下，最大限度地实现数据中心机房能耗的节能优化。