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1、-1-节能、高效的数据机房总体设计中国移动江苏公司2010年3月-2-目目 录录n数据中心用电特点数据中心用电特点n空调节能空调节能n建筑节能建筑节能n动力节能动力节能n其它其它目 录-3-随着互联网及数据业务的飞速发展，设备集成度越来越随着互联网及数据业务的飞速发展，设备集成度越来越高，单机架功耗越来越大，高，单机架功耗越来越大，IDCIDC、BOSSBOSS、客服等设备单机、客服等设备单机架功耗达到架功耗达到35KW35KW，含机房主设备、空调、照明、电源设，含机房主设备、空调、照明、电源设备、电池充电等设备用电量，机房单位建筑面积功耗达备、电池充电等设备用电量，机房单位建筑面积功耗达到到
2、0.81.0KW0.81.0KW/ /平米，平米，1 1万平米数据机房总功耗能达到万平米数据机房总功耗能达到800010000KW800010000KW。经统计，目前数据机房中配套与设备功耗比例约各占经统计，目前数据机房中配套与设备功耗比例约各占50%50%，甚至更高，甚至更高，机房平均机房平均PUEPUE指标达到指标达到2.02.0。为提高机房使用效率，达到节能降耗目的，切实降低机为提高机房使用效率，达到节能降耗目的，切实降低机房配套耗电量是目前数据中心建设当中迫切需要解决的房配套耗电量是目前数据中心建设当中迫切需要解决的问题，现有传统的配套建设模式将不能适应数据中心发问题，现有传统的配套建
3、设模式将不能适应数据中心发展。展。目前在配套节能方面通过空调节能、建筑节能、动力节目前在配套节能方面通过空调节能、建筑节能、动力节能及照明节能潜力巨大，特别是空调节能具有投资小、能及照明节能潜力巨大，特别是空调节能具有投资小、回报率高等优点，是未来数据中心节能重点方向之一。回报率高等优点，是未来数据中心节能重点方向之一。1、数据中心用电特性-4-局部过热局部过热 对于个别功耗大于对于个别功耗大于3KW3KW以上设备，空调采用常规平吹方式或风管送风，以上设备，空调采用常规平吹方式或风管送风，存在送风距离短，风量小及局部过热等问题。存在送风距离短，风量小及局部过热等问题。动、静压匹配不当动、静压匹
4、配不当 部分采用地板下送风建设机房，由于地板高度不够（部分采用地板下送风建设机房，由于地板高度不够（300mm300mm左右），导左右），导致动压太大，静压太小，实际设备进风量较小。致动压太大，静压太小，实际设备进风量较小。没有充分利用自然冷源没有充分利用自然冷源 根据室内外环境温差，合理利用自然冷源，降低空调运行时间，避免根据室内外环境温差，合理利用自然冷源，降低空调运行时间，避免春季或冬季空调运行。春季或冬季空调运行。空调运行效率低空调运行效率低 压缩机老化、室外机温度高问题均制约了空调本身的能效比。压缩机老化、室外机温度高问题均制约了空调本身的能效比。2、空调节能2.1 2.1 目前存在
5、的问题目前存在的问题-5-机机架架空空调调机机架架机机架架机机架架空空调调冷通冷通道封道封闭精闭精确送确送风系风系统统p节能原理：利用空调主送风管及分支风管的方式，将冷风直接输送至机架内部，实现机架送风量的按需分配，机柜出风温度平均降低8摄氏度，解决了机柜过热问题p空调节能：避免了冷热空气的交叉混合，变风量精确送风按需分配冷量，共同提高制冷效率。经测算可节能22%。p在全省现有数据机房推广使用改造送风管道改造送风管道封闭冷风通道封闭冷风通道变风量精确送风控制变风量精确送风控制2、空调节能2.22.2冷通道封闭精确送风系统冷通道封闭精确送风系统-6-外挂式送风器外挂式送风器分支风管分支风管 +
6、+ 软管软管调节阀门调节阀门总体效果图总体效果图2.2 2.2 冷通道封闭精确送风系统冷通道封闭精确送风系统2、空调节能-7-地板地板下送下送风建风建设设n n在地面敷设防静电地在地面敷设防静电地在地面敷设防静电地在地面敷设防静电地板，空调采用板，空调采用板，空调采用板，空调采用“下送下送下送下送风、上回风风、上回风风、上回风风、上回风”方案，方案，方案，方案，机柜采用内置冷通道机柜采用内置冷通道机柜采用内置冷通道机柜采用内置冷通道方式，通过机柜送风方式，通过机柜送风方式，通过机柜送风方式，通过机柜送风口直接将冷量送至机口直接将冷量送至机口直接将冷量送至机口直接将冷量送至机柜，实现机架送风量柜
7、，实现机架送风量柜，实现机架送风量柜，实现机架送风量的按需分配。的按需分配。的按需分配。的按需分配。n n新建机房均采用该房新建机房均采用该房新建机房均采用该房新建机房均采用该房案，地板高度在案，地板高度在案，地板高度在案，地板高度在500600mm500600mm500600mm500600mm之间。之间。之间。之间。机机架架机机架架机机架架机机架架空空调调空空调调防静电架空层节能节能减排减排效果效果显著显著l机架出风口温度机架出风口温度平均下降平均下降6.96.9度。度。l机房整体能耗下机房整体能耗下降降18%18%。l适用于新建数据适用于新建数据机房。机房。地市局站用电量(度)苏州新区机
8、房(对比点)4045.4园区机房(测试点)3438.2节电607.2节电率17.66%2.3 2.3 地板下送风建设地板下送风建设2、空调节能-8- 推荐方案推荐方案：地板下送风，高度不低于500mm，通道上部空间安装回风管底部开孔实物图回风口送风口机柜正面机柜背部机柜正门机 柜后门 服务器假面板服务器 机柜后门 机柜前门改造前机柜改造前后气流组织对比改造后当机柜底部无法开孔时采用冷通道列间送风2.3 2.3 地板下送风建设地板下送风建设2、空调节能-9-节能效果节能效果投资回收投资回收设备安全设备安全l喷喷 雾雾 器器 关关 : :平平 均均 能能 耗耗25.04KW25.04KWl喷喷 雾
9、雾 器器 开开 : :平平 均均 能能 耗耗19.97KW19.97KWl平均节能：平均节能：8%8%l每每台台空空调调节节约约费费用用:80:80元元-3-3元元( (喷喷淋淋用用水水)=77)=77元元/ /天天l成成本本1 1万万/ /套套，1000010000元元7777元元/ /天天129129天天，半半年年收回投资收回投资l故故障障率率降降低低，夏夏季季压压缩缩机机高高压压告告警警减减少少，为为网网络络主设备提供安全保障。主设备提供安全保障。l在在全全省省机机房房空空调调上上安安装装使用。使用。2.4 2.4 温压双控雾化喷淋系统温压双控雾化喷淋系统2、空调节能-10-系统由控系统
10、由控制柜、压力制柜、压力传感器、温传感器、温度传感、压度传感、压力雾化喷嘴、力雾化喷嘴、进水电磁阀进水电磁阀及管路支架及管路支架等部件构成。等部件构成。 控制柜控制柜雾化喷嘴雾化喷嘴进水路由进水路由传感器传感器2.4 2.4 温压双控雾化喷淋系统温压双控雾化喷淋系统2、空调节能-11-3、建筑节能3.1 3.1 建筑结构保温建筑结构保温屋顶保温外遮阳LOW-E外窗外墙保温采用外墙、屋顶保温，Low-E低辐射玻璃，外遮阳等阻挡热量进入室内，形成全方位闭合的保温隔热体系，减小空调系统冷负荷。-12- 采用高效、节能的新型照明光源（如T5荧光灯、紧凑型节能灯等）。 采用高效节能型干式变压器，变压器正
11、常工作负荷率低于70%等。采用新型的可再生能源太阳能光伏发电。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。以T5/28W替代普通40W灯具为例，按一年工作日251天，每天开灯时间8小时。则节能灯的节能率为30%，一盏灯每年节约电量=24kWh。投资回收期约3年。二氧化碳1040g3.2 3.2 电气节能电气节能3、建筑节能-13-3.3 3.3 照明控制改造照明控制改造n采用红外传感器自动监测人员进出机房情况。采用红外传感器自动监测人员进出机房情况。n人员进入机房，触发红外告警，监控系统自动打开人员进入机房，触发红外告警，监控系统自动打开机房照明机房照明n人员离开机
12、房，红外告警消失，监控系统自动关闭人员离开机房，红外告警消失，监控系统自动关闭机房照明。机房照明。人来灯亮人来灯亮人来灯亮人来灯亮人来灯亮人来灯亮人走灯灭人走灯灭人走灯灭人走灯灭人走灯灭人走灯灭n机房照明节能率达到机房照明节能率达到70%70%n江苏推广使用江苏推广使用8888个核心机房，个核心机房，可节电可节电200200万度。万度。3、建筑节能-14-4、动力节能4.1 4.1 模块休眠改造模块休眠改造基于动环的休眠自动控制技术基于动环的休眠自动控制技术功率损耗构成功率损耗构成空载损耗是基本固定不变的；空载损耗是基本固定不变的；带载损耗随负载增加；同时提升效率；带载损耗随负载增加；同时提升
13、效率；因此减小空载损耗可以提高系统效率，达到节因此减小空载损耗可以提高系统效率，达到节能目的。能目的。节能率达到节能率达到3%3%左右。左右。基于动环系统，开发升级开关电源监控模块，基于动环系统，开发升级开关电源监控模块，动态监测模块电流和负载率，控制模块休眠，实现动态监测模块电流和负载率，控制模块休眠，实现原有电源设备的低成本休眠改造。原有电源设备的低成本休眠改造。输入功率输入功率-15-原理原理 利用有源滤波器产生一个反相位的电流去抵消电路上的高频利用有源滤波器产生一个反相位的电流去抵消电路上的高频次电流，从而达到降低谐波的目的、提高功率因数的目的。目前主要技术次电流，从而达到降低谐波的目
14、的、提高功率因数的目的。目前主要技术手段就是电路中并联有源滤波器或在手段就是电路中并联有源滤波器或在UPSUPS采购中采用高频整流。采购中采用高频整流。节能潜力节能潜力 可节能可节能3%3%左右，而且可减少机房油机的数量配置。左右，而且可减少机房油机的数量配置。使用情况使用情况 近几年在近几年在UPSUPS就地侧或变压器侧进行安装，减少谐波干扰。对就地侧或变压器侧进行安装，减少谐波干扰。对于新建系统，严格配置有源滤波器或采用于新建系统，严格配置有源滤波器或采用1212脉冲脉冲UPSUPS系统。系统。4.2 4.2 谐波整治谐波整治4、动力节能-16- 为切实降低数据中心的耗电量，江苏公司在完成上述各种措施外，为切实降低数据中心的耗电量，江苏公司在完成上述各种措施外，还积极推广使用如下措施：还积极推广使用如下措施：提高空调效率：提高空调效率：空调添加剂、空调空调添加剂、空调ERCERC改造改造管理措施：管理措施：采用智能型列头柜（可监测每一个输出分路电流电压信息）实现采用智能型列头柜（可监测每一个输出分路电流电压信息）实现智能加电管理、核心机房智能化能耗管理系统。智能加电管理、核心机房智能化能耗管理系统。空调运行方式转变：空调运行方式转变：双冷源空调机组双冷源空调机组5、其它-17-
