智能机房节能

2．1．4　智能机房节能

1）智能化机房

包括土建装修、电气安装；空调；智能化系统的控制及消防火灾等20多个不同专业内容的子系统。

智能化机房整体方案图如图所示2．4所示。

图2．4　整体机房方案图

2）绿色机房

由于智能化机房是信息处理、交换、存储的核心场所，机房建设的需求量在加速增长，成为一个能源消耗的大户。目前对能源和环保的要求是节能减排，因为绿色机房的提出成为一个现实的问题。

绿色机房是指机房内各系统均遵循最大能源节约及最低能耗。

能源使用效率（Power Utilization Efficiency，PUE）是一个当前业界普遍认可的衡量机房运营、管理水平及绿色、节能、环保水平的重要指标。

PUE是一个比率，越接近1表明机房能效水平越好。

如图2．5所示为能源使用效率图，从图上可知，提供给机房的电力70%是被别的系统消耗了，而不是被IT系统消耗。目前国内很大一部分机房PUE值在这个水平，在这种情况下有效提高PUE值，是能够大幅度降低机房运营成本的，因此提倡建设绿色机房是很有必要的。

图2．5　能源使用效率

当前，还未有任何政府部门或绿色环保组织对绿色机房制订出评判标准。业内仅根据当前机房现实情况和本身的认识，给绿色机房从PUE值方面定了个标准，如图2．6所示，其PUE值必须要在2以下。

图2．6　绿色机房PUE值标准图

实现绿色机房的方法可以采取如下措施：

（1）合理规划

首先从源头抓起，避免规划设计的浪费，规划设计环节也是提高能源使用率指标最有效的环节。规划设计应该基于用户的实际需求和应用范围进行综合评估。在此基础上，为绿色机房的实施制定科学、合理的长远规划，不能盲目求大。

在规划设计中应该始终注重能效，关注机房总体成本。可以在同一个机房根据不同应用层次，采用多种建设方案。采用可扩容的供电和制冷系统配置，其采用模块化设计，可灵活扩展。做到既满足用户当前实际需求，又能最大的适应未来IT设备的发展，避免过度规划，降低运营成本。

合理规划的要点：

①规划设计思路：IT设备→机柜→机房。

②机房容量：由机柜容量决定。

③机柜容量：IT设备决定配电（kVA）、制冷（kW）、空间（RU＼Rack）、重量（kg）、IT应用。把握发展趋势，做够进入机房的总用电容量。一切从安全供电出发，不断提高供电系统的可用性是最重要的，安全供电就是最大的节能。

（2）节能策略

目前国内机房普遍采用的是冷风系统，要追求精确送风的原则，实现定点、定量输送冷气。

①把冷气输送到机柜里面去：机柜内设备需要冷气。

②把冷气输送到设备的进风口去：冷气只能从设备的进风口进入机箱，发挥制冷作用。

③精确调节每个机柜的进风量：机柜内设备发热量不同，需要的冷量也不同。

④不让机柜内的冷气随意流失：只有进入设备的冷气才真正发挥制冷作用，所以应把冷气聚束在设备进风面空间。

策略1：建立冷热通道，避免冷、热气混合，在单个机柜内设备发热量不大的情况下适用。

机房整体布局采用分功能区设计。机房内设备分区配置，并根据服务器散热原理采用机柜“背对背、面对面”的摆放形式（如图2．7所示），下送风、上回风方式的精密空调与机柜列垂直摆放，正对着热通道，保证机柜内设备后部排出的热气流最快的回至精密空调回风口，从而提高精密空调制冷效率，降低机房运营期成本。

图2．7　冷热通道下机柜排列图

策略2：采用冷池方式，实现冷、热气流通道完全隔离，解决单柜高发热量带来的制冷问题，如图2．8所示。

图2．8　冷池方式下机柜排列图

机柜以冷热通道的形式摆放，并将冷通道封闭，更好的避免冷、热空气混合，从而提高精密空调制冷效率，降低机房能耗。

如图2．9所示是一台系统机箱，可装16台半高刀片服务器或8台全高刀片服务器，最多6个2．25kW或2．4kW电源（据厂家提供的数据显示满载状态实际消耗电7kW/箱），高度10个单位。据厂商提供的数据，未来几年刀片服务器增长将保持在45%以上。

图2．9　刀片式服务器机箱图

策略3：采用送风管道，将冷风送进每个机柜，风量可调节。如图2．10、图2．11所示。

策略4：冷风直接送进每个机柜内，装单独送风单元，风量可调节，如图2．10、图2．11所示。

图2．10　送风管道图

图2．11　机柜图

策略5：采用水冷系统形式，如图2．12、图2．13所示。

采用风冷与水冷相结合的冷却方案可大幅度降低机房内冷却成本。

图2．12　水冷热交换系统图

图2．13　水冷系统机柜底部出风图

策略6：配电机房实时智能管控制系统，实现精细化管理，精确计算供电功率。使用能源管理软件精确计算用电功率，智能化控制系统用电，提高电源利用率。其在整个机房生命周期，都会对机房环境、负荷实施监测，及时发现能耗损失，并依据调查结果改进或处理。

3）其他机房节能技术措施

①采用智能照明系统、自然光源；②采用变频冷水机组；③采用用乙二醇循环机组；④配置EC风机等气流组织辅助设备；⑤采用新风混合风机组；⑥做好谐波治理与控制；⑦采用储能材料。