卷 首 語(yǔ) 隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國(guó)家東數(shù)西算工程的推進(jìn),數(shù)據(jù)中心行業(yè)也在快速發(fā)展。數(shù)據(jù)中心作為算力網(wǎng)絡(luò)的底座為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到支撐的作用,同時(shí)作為能耗最多的行業(yè)之一,在國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略下,如何節(jié)能降耗成為數(shù)據(jù)中心發(fā)展的重要議題之一。 我們可以看一下全球數(shù)據(jù)中心的能耗情況:國(guó)際能源署(IEA )報(bào)告顯示,全球數(shù)據(jù)中心行業(yè)占用了全球3%的電力,每年使用超過(guò) 900 億千瓦時(shí)的電力,這大約是34個(gè)燃煤發(fā)電廠的等效輸出。 隨著數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)量、計(jì)算量、傳輸量的快速增長(zhǎng),數(shù)據(jù)中心規(guī)模也日益龐大,數(shù)據(jù)中心能耗日益上升。前不久據(jù)相關(guān)單位統(tǒng)計(jì),中國(guó)數(shù)據(jù)中心的電費(fèi)竟然占了數(shù)據(jù)中心運(yùn)維總成本的60%-70%,而空調(diào)所用的電費(fèi)占其中的40%。 數(shù)據(jù)中心的高能耗給企業(yè)帶來(lái)了沉重的負(fù)擔(dān),也造成全社會(huì)能源的巨大浪費(fèi)。政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)、企業(yè)管理層對(duì)高額的電費(fèi)日益不滿。IT部門(mén)管理層和數(shù)據(jù)中心運(yùn)維人員面臨巨大的壓力,這種“重安全,輕節(jié)能”的模式必然被證明是與綠色節(jié)能背道而馳的一種落后的、難以持續(xù)的運(yùn)維模式,到了必須改變的時(shí)候了! 我們看如下幾個(gè)事實(shí),它表明中國(guó)企業(yè)有實(shí)施綠色I(xiàn)T的歷史責(zé)任: 1、中國(guó)已經(jīng)是全球最大的煤炭、石油、天然氣進(jìn)口國(guó)。世界并不太平,國(guó)家能源安全問(wèn)題日漸突出。 2、隨著我國(guó)能源消費(fèi)量的持續(xù)上升,以煤炭、石油為主的能源結(jié)構(gòu)造成城市大氣污染,過(guò)度消耗生物質(zhì)能引起生態(tài)破壞,這些非清潔能源造成中國(guó)生態(tài)環(huán)境污染狀況日趨加劇。 3、大量案例證明:如果不在規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段將綠色I(xiàn)T、綠色數(shù)據(jù)中心、清潔能源、節(jié)能降耗等因素給予足夠考慮,待數(shù)據(jù)中心投產(chǎn)后,再去升級(jí)改造,其成本至少成倍增加。 4、不少企業(yè)把綠色數(shù)據(jù)中心它當(dāng)做面子工程來(lái)作;真正視綠色為己任,既重面子,更重里子的企業(yè)并不多。 5、當(dāng)企業(yè)在綠色I(xiàn)T&數(shù)據(jù)中心的實(shí)施過(guò)程中,不少提供綠色技術(shù)支持的廠商,其技術(shù)、項(xiàng)目管理、人才經(jīng)驗(yàn)儲(chǔ)備不足,甲方弄不好就可能成為乙方大量新技術(shù)的試驗(yàn)田,這會(huì)產(chǎn)生極大的項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。 如上這些事實(shí)還說(shuō)明: 1、我國(guó)當(dāng)前綠色數(shù)據(jù)中心的建設(shè)整體上還處在初步探索期,部分企業(yè)進(jìn)入實(shí)踐期。 2、部分先進(jìn)企業(yè),尤其是把數(shù)據(jù)中心當(dāng)作核心競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè),已經(jīng)進(jìn)行了很多綠色數(shù)據(jù)中心的嘗試,逐漸成為行業(yè)標(biāo)桿。隨著這些企業(yè)的實(shí)踐,逐漸培養(yǎng)出一批具備一線實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的綠色數(shù)據(jù)中心專才。 3、中國(guó)政府已經(jīng)制定了”雙碳”戰(zhàn)略,政府和行業(yè)組織陸續(xù)制定和出臺(tái)了一系列數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范,對(duì)綠色數(shù)據(jù)中心的建設(shè)很有指導(dǎo)意義。作為能耗大戶的數(shù)據(jù)中心和IT系統(tǒng),改變傳統(tǒng)IT能源消耗模式,積極引入、建立和倡導(dǎo)綠色數(shù)據(jù)中心,將成為未來(lái)所有政府高管、企業(yè)CEO、CIO和 IT技術(shù)人員必須履行的歷史使命。 以上就是我們創(chuàng)作數(shù)據(jù)中心運(yùn)維節(jié)能36計(jì)的背景。 共享企業(yè)價(jià)值 推動(dòng)區(qū)域共同發(fā)展 1-3計(jì):選址與建筑
2、設(shè)計(jì)全封閉型的數(shù)據(jù)中心,提高機(jī)房密閉性能:取消外窗;門(mén)窗要做好密閉處理;盡量減少人員出入機(jī)房。防止外部熱空氣進(jìn)入機(jī)房,機(jī)房冷空氣偷漏跑冒至室外。 3、數(shù)據(jù)中心外墻為淺色調(diào);在機(jī)房制冷控制區(qū)域?qū)S護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行保溫處理,防止機(jī)房相鄰區(qū)域因溫度、濕度差異較大而產(chǎn)生冷凝水,同時(shí)降低制冷的負(fù)荷。機(jī)房?jī)?nèi),盡量不用玻璃墻。滿足LEED要求的綠色節(jié)能建筑要求。 4-21計(jì):氣流組織與空調(diào)系統(tǒng)
5、合理擺放空調(diào)設(shè)備位置,風(fēng)口地板與空調(diào)保持6英尺以上距離,避免氣流短路。 6、有高架地板時(shí):對(duì)線纜穿出地板的開(kāi)口處進(jìn)行密封處理,優(yōu)化機(jī)房地板下結(jié)構(gòu)降低風(fēng)阻??梢钥紤]無(wú)高架地板方案:讓末端制冷空調(diào)直接靠近IT負(fù)載,就近制冷,冷空氣無(wú)需從高架地板下穿過(guò),省去了不必要的風(fēng)阻和能耗。 7、空調(diào)擺放與機(jī)柜排垂直,垂直于熱通道,避開(kāi)冷通道。 8、在數(shù)據(jù)中心的氣流組織中設(shè)計(jì)冷熱通道分離,或冷熱通道封閉。防止冷熱氣流短路。 9、在大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房建設(shè)專用大型水冷式機(jī)房精密空調(diào)和芯片冷卻管道,直接給IT設(shè)備芯片散熱。 10、在數(shù)據(jù)中心機(jī)房采用機(jī)房風(fēng)冷式精密空調(diào) 大型新風(fēng)機(jī)1:1配置,合理利用自然新風(fēng)冷源。 11、在采用有高架地板的方案時(shí),如果機(jī)房狹長(zhǎng),設(shè)備功率密度高,空調(diào)機(jī)應(yīng)分散安放,應(yīng)適當(dāng)提高活動(dòng)地板鋪高和地板風(fēng)口出風(fēng)速度,送風(fēng)均勻。 12、有條件時(shí)可在空調(diào)機(jī)頂部接回風(fēng)道,熱通道上方加回風(fēng)口(有吊頂機(jī)房)。有助于去除局部熱點(diǎn)。 13、空調(diào)機(jī)管線盡量布置在空調(diào)機(jī)后部。 14、將大功率、高負(fù)荷的服務(wù)器擺放在機(jī)柜的底部或中間。 15、選用節(jié)能的加濕系統(tǒng),能耗:超聲波加濕<濕膜加濕<電極加濕<紅外線。 16、設(shè)定空調(diào)最佳工況,防止出現(xiàn)部分空調(diào)正在加濕,部分空調(diào)正在除濕的情況。 17、推薦室外空調(diào)機(jī)冷凝器自動(dòng)霧化技術(shù);推薦采用磁懸浮離心冷水機(jī)組;推薦采用太空纖維的風(fēng)機(jī)。 18、空調(diào)采用高能效比壓縮機(jī),電機(jī)使用變頻系統(tǒng),末端空調(diào)使用下沉EC風(fēng)機(jī)。 19、各種數(shù)據(jù)中心皆可廣泛采用板式熱交換器。 20、大型數(shù)據(jù)中心采用大容量蓄冷罐;推薦冰蓄冷技術(shù)及湖水制冷技術(shù)。 21、對(duì)高能耗機(jī)柜,可以考慮采用水冷背板機(jī)柜,“電冰箱”式機(jī)柜。 22-28計(jì):綠色能源與供配電系統(tǒng)
23、諧波不僅增加能耗,也導(dǎo)致許多電氣系統(tǒng)故障。諧波治理:加隔離變壓器;對(duì)諧波進(jìn)行抑制,12次脈沖附加11次濾波 ;選擇優(yōu)質(zhì)的高頻機(jī)或工頻機(jī);做好接地。 24、對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償,提高能源利用效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。 25、在配電柜斷路器和UPS輸出端加裝節(jié)電器。 26、市電直供及高壓直流供電系統(tǒng)能減少供配電鏈路上的組件,減少能源浪費(fèi)。 27、數(shù)據(jù)中心采用多種能源:太陽(yáng)能、地?zé)崮?、核能、潮汐能、風(fēng)能、沼氣能,降低石化能源的消耗,降低碳排放量。 28、大力推廣能源可以循環(huán)使用的燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)。 29-33計(jì):IT系統(tǒng)
30、積極選用低能耗IT設(shè)備;堅(jiān)決淘汰高能耗的老舊設(shè)備。 31、積極采用耐高溫服務(wù)器;積極嘗試采用液冷服務(wù)器。 32、機(jī)柜加盲板,有效使用機(jī)柜封閉盲板,減少冷熱空氣的混合。 33、機(jī)柜門(mén)網(wǎng)孔六角形設(shè)計(jì),通風(fēng)率要大于或等于78% 。自有機(jī)房,可以考慮無(wú)門(mén)機(jī)柜,以減少風(fēng)阻,增加通風(fēng)效率,最終節(jié)約能耗。 34-36計(jì):照明及清潔
35、采用數(shù)據(jù)中心微模塊技術(shù)。制冷、供電、計(jì)算、消防、監(jiān)控等集成在一個(gè)微模塊內(nèi),降低能耗,故障隔離。 36、定期除塵:空調(diào)、風(fēng)機(jī)尤其是風(fēng)扇、濾網(wǎng)、主板除塵。過(guò)多塵土,導(dǎo)致能耗增加,短路風(fēng)險(xiǎn)增加。 案例連連看 案例一:某IT企業(yè)大型數(shù)據(jù)中心高能耗案例 案例背景 某個(gè)大型IT企業(yè)北京數(shù)據(jù)中心的建設(shè)。當(dāng)時(shí)數(shù)據(jù)中心內(nèi)都是玻璃墻;機(jī)房?jī)?nèi)的IT設(shè)備都是按業(yè)務(wù)應(yīng)用分組擺放,且是頭對(duì)尾整齊的擺放。導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心能耗高昂,PUE超過(guò)2.9。 案例分析 1、機(jī)房都是玻璃墻,當(dāng)時(shí)考慮的是美觀。因?yàn)榻?jīng)常有外單位參觀數(shù)據(jù)中心。機(jī)房設(shè)計(jì)成為玻璃外墻,可以方便接待來(lái)賓參觀。殊不知玻璃是一個(gè)非常好的熱導(dǎo)體,導(dǎo)致能耗很高。 2、機(jī)房?jī)?nèi)IT設(shè)備按業(yè)務(wù)應(yīng)用分組擺放。比如與ERP應(yīng)用相關(guān)的各種設(shè)備集中擺放在一起。這組ERP機(jī)柜最前面是ERP小型機(jī),后面是ERP存儲(chǔ),存儲(chǔ)后面是ERP的PC服務(wù)器。最高檔的機(jī)器放置在最前面。當(dāng)時(shí)按應(yīng)用集中擺放,也有對(duì)外展示的考慮。不同類型的設(shè)備集中擺放在一起,則各機(jī)柜參差不齊,大小不一,能耗不同,不僅布線復(fù)雜,而且對(duì)空調(diào)制冷帶來(lái)很大不便:按能耗大的設(shè)備來(lái)制冷,則對(duì)能耗低的設(shè)備有些浪費(fèi)。按能耗低的設(shè)備來(lái)制冷,則高能耗設(shè)備過(guò)熱。 3、各機(jī)柜設(shè)備頭尾相對(duì),導(dǎo)致前機(jī)柜的熱風(fēng)直接傳導(dǎo)到后機(jī)柜的進(jìn)風(fēng)口,冷熱氣流紊亂,導(dǎo)致高能耗。 4、外部來(lái)賓進(jìn)入機(jī)房參觀,導(dǎo)致涼氣泄露,灰塵進(jìn)入,增加了能耗,增加了安全風(fēng)險(xiǎn)。 案例反思 根因分析 當(dāng)時(shí)我們沒(méi)有數(shù)據(jù)中心氣流組織、節(jié)能規(guī)劃的概念?!氨0踩竺烙^”是當(dāng)時(shí)主要的訴求。 解決方案 后來(lái)隨著知識(shí)、見(jiàn)識(shí)的增長(zhǎng),我們逐漸有了綠色環(huán)保的思想,數(shù)據(jù)中心開(kāi)始采用節(jié)能的技術(shù)。比如: ● 數(shù)據(jù)中心基本沒(méi)有窗子,且為隔熱實(shí)體墻。 ● 來(lái)賓參觀,直接到總控中心去,不到機(jī)房去參觀。 ● 我們按模塊化數(shù)據(jù)中心進(jìn)行建設(shè)。存儲(chǔ)區(qū)、PC區(qū)、小機(jī)區(qū)等,分區(qū)建設(shè)。針對(duì)不同的區(qū)域,采用不同的強(qiáng)弱電部署方式和制冷方式,減少單機(jī)房布線和制冷的復(fù)雜度。 ● 機(jī)柜擺放為頭對(duì)頭,尾對(duì)尾,建立冷熱通道,防止氣流短路。大型數(shù)據(jù)中心采用風(fēng)冷和水冷相結(jié)合的制冷措施。 案例二:某石化企業(yè)大型數(shù)據(jù)中心高能耗案例
2016年北京某石化企業(yè)的數(shù)據(jù)中心剛剛建成,機(jī)房前后全是透明的落地大玻璃窗;機(jī)房?jī)?nèi)外燈火輝煌,窗明幾凈;機(jī)柜前后排都是頭對(duì)尾整齊擺放。問(wèn)為何不頭對(duì)頭擺放,答曰若頭對(duì)頭擺放,則某個(gè)機(jī)柜門(mén)會(huì)被柱子擋住,無(wú)法打開(kāi),也不好看。 案例分析 1、玻璃是很好的熱導(dǎo)體,應(yīng)該為實(shí)體墻; 2、開(kāi)越多的燈,會(huì)產(chǎn)生越多的熱;數(shù)據(jù)中心光照強(qiáng)度達(dá)到國(guó)家相關(guān)規(guī)定即可,無(wú)須過(guò)度照明。 3、頭對(duì)尾的擺放方式會(huì)導(dǎo)致氣流組織的紊亂。應(yīng)該冷熱通道分離或隔離。 案例反思 1、2016年剛建成的數(shù)據(jù)中心在節(jié)能環(huán)保方面還犯低級(jí)錯(cuò)誤,讓人吃驚。這個(gè)企業(yè)的IT人員可能還根本沒(méi)有節(jié)能環(huán)保的概念??梢?jiàn)綠色數(shù)據(jù)中心的建設(shè)任重道遠(yuǎn)。 2、綠色數(shù)據(jù)中心的技術(shù)并非關(guān)鍵,教育、培訓(xùn)和思想意識(shí)是排第一的。綠色機(jī)房,你我責(zé)任;節(jié)能環(huán)保,意識(shí)為先。 作者簡(jiǎn)介 閆林、中興通訊全球?qū)W習(xí)發(fā)展中心,CDCC數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)師技術(shù)組成員,擁有數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域EXIN和EPI頒發(fā)的CDCP、CDCS、CDCE、CDFOM、CDRP、CTDC、CDESS等數(shù)據(jù)中心國(guó)際認(rèn)證;擁有美國(guó)能源部頒發(fā)的DCEP認(rèn)證;參編數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn):《數(shù)據(jù)中心服務(wù)能力成熟度模型》、《數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維與管理職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》。 文章來(lái)源:中興學(xué)習(xí)發(fā)展 |
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來(lái)自: 王大俠1973 > 《如何降低PUE探討》