数据中心节能降耗实施途径探讨

　　摘要：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。

　　关键词：数据中心 节能降耗 实施途径

　　中图分类号：TP308 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2015）02-0319-01

　　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

　　首先，要按终期负荷合理计算并选择电缆电线的截面。对于距离较长的供电线路，在满足敷设条件、载流量、电压降、热稳定及保护配合的条件下，可适当增大电缆电线的横截面积以降低线路损耗。

　　2.4 无功补偿及谐波治理

　　通过合理选择无功补偿方式、补偿点及补偿容量，能有效地稳定系统的电压水平，提高设备运行功率因素，降低线路运行电流。在建设供配电系统时，应采用并联电容器装置补偿无功，其容量和分组应按照就地补偿及不发生谐振的原则进行配置，补偿后供电系统的负荷功率因素应满足当地供电部门的要求，无明确要求时，功率因素值不宜低于0.9。

　　3.照明系统节能

　　对数据中心照明系统进行节能降耗，根据建筑布局和照明场所，在满足国标规定的场所照度和照明功率密度的前提下，合理布置光源、选择照明方式、光源类型是降损节能的最有效方法。

　　4.空调系统节能

　　从长远角度来说，机房散热和发热设备之间是不相互对立的，热量是通过机房气流散走。如果机房布局不合理或者设备安装方式出现障碍，妨碍气流运动，机房的热流是散不走的，散热效果也就降低了。二来如果距离大了，送风就需要更大的功率风机，消耗的能源必然也会更多。因此，不是将足够制冷设备的空调和发热设备堆积在一起就能解决机房平衡了，最有效的办法还是对机房进行合理的布局。因此，应对机房进行合理布局和组织气流，运营商通过引入虚拟化、海量数据存储等云计算新技术，推进资源集约利用，提升节能减排水平；采用精确送风、热源快速冷却等措施，从机房建设、主设备选型等方面降低运营成本，确保新建大型数据中心的PUE值达到1.5以下，使改造后数据中心的PUE值下降到2以下。

　　三、数据中心节能降耗的几点建议

　　1.尽量选用低能耗的设备

　　IDC数据中心机房能源消耗最大是服务器和数据存储器等处理设备，这类设备用电量大，需要有更多的UPS随时供电，UPS转换过程中不断消耗能量，电能传递中损失那是必然的。根据统计，90%的数据中心机房从电能转变热能，这时需要空调来散热。因此笔者建议广大IDC服务商，在满足业务需求及处理能力的情况下，设备要选择低功率的。

　　2.选用合适的供电设备

　　IDC机房供电设备要按需划分，设定为不同等级下的供电可用性的供电方案，避免无用供电容量占据供电设备从而造成资源的浪费，减少供电系统投资也就降低了服务器在运行中的能量消耗。

　　四、数据中心节能降耗新技术

　　1.利用自然资源

　　通过采用自然资源进行冷却等工作正成为众多数据中心用户的选择。如Google公司多个数据中心均通过建设在寒冷地区通过自然散热的方式有效节能。而其在台湾建设的数据中心，正计划实行一种更新颖的节能技术——热能储存。热能储存系统通常使用冷冻液体或冰块做为热能电池，让数据中心操作人员利用夜间电费较低廉的时段运转空调设备，并在日间将冷冻液体倾注设施四周，发挥冷却效用。在采用峰谷电价的地区，热能储存系统可说是节约经费的最佳途径，且较其他电池，使用液体或冰块储存能源更无污染，时效也更长。这也是Google公司首次将热能储存系统用在数据中心方面。而这种利用自然资源进行节能减排，在集装箱式的数据中心中尤为普遍，不管是国内的如中国电信、中国移动、中国联通的数据中心还是国际上的数据中心均通过采用自然的低温进行数据中心温度的调节。

　　2.精确节能技术

　　通过自然资源节能只是数据中心节能的一部分，而通过精准的设计、精细化的管理能帮助运营商降低数据中心的能耗。如中国电信通过在工艺设计上进行优化，建设动力中心，提出云动力的概念，尤其采用云计算动态思想，充分分析了互联网的应用，采取差异化的人员配制，使得节能效益，网络能效得到大幅度提升。此外，在建筑设计方面，通过考量现场环境，从消防、面积、空调、供电进行最优化配置，也能实现节能减排。而这些调整方案正在其国内某数据中心建设中进行实践。除此之外，为了更加节省IDC的土建，以及用户的楼宇租赁费用，大型化、高密度化、数据大集中的IDC和云计算中心越来越普及。

　　小结

　　使数据中心节能效果明显，这是一个属于还在研究的一个命题，目前各个企业正着重于研究这个问题，其中最根本的还是减少易耗的使用量，减少发热，优化布局，利用可再生能源降低成本，减少不必要的浪费。

　　参考文献

　　[1]蒋雅靖；刘刚；；数据机房不同下送风方式的模拟分析及对比[J]；建筑节能；2011年01期

　　[2]孙铁柱；黄翔；文力；；蒸发冷却与机械制冷复合高温冷水机组初探[J]；化工学报；2010年S2期

　　赵罹淞