騫巍

（QIAN Wei）

中國電力建設(shè)集團有限公司

（China Electric Power Construction Group Co.， Ltd.）

數(shù)據(jù)中心機房綠色節(jié)能應用
——中國電建總部數(shù)據(jù)中心改造

騫巍

（QIAN Wei）

中國電力建設(shè)集團有限公司

（China Electric Power Construction Group Co.， Ltd.）

1　引言

綠色數(shù)據(jù)中心是指數(shù)據(jù)機房中的IT系統(tǒng)、制冷、安防、監(jiān)控、照明和電氣等均能取得最大化的能源效率和最小化的環(huán)境影響的中心。

綠色數(shù)據(jù)中心是未來發(fā)展的趨勢，中國電建總部數(shù)據(jù)中心的規(guī)模屬于中型數(shù)據(jù)中心，能耗是數(shù)據(jù)中心的重要運行成本，它的節(jié)能意義也比普通的用電單位大。

中國電建總部數(shù)據(jù)中心已投入運行近10年，建設(shè)之初按照2005年時的國標設(shè)計，但隨著數(shù)據(jù)中心的快速發(fā)展，綠色節(jié)能技術(shù)突飛猛進，當時的數(shù)據(jù)機房顯示出它的一些弊端，比如：地板下部空間只有30cm，而且強電下走線，阻礙空調(diào)送風；機柜沒有按照冷熱通道布局方式等。從而造成了數(shù)據(jù)中心機房能耗過高、運行效率及設(shè)備運行的安全穩(wěn)定性過低等問題。因此，數(shù)據(jù)中心機房改造勢在必行，降低能耗，節(jié)省成本，成為建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心的核心目標。中國電建總部數(shù)據(jù)中心改造建設(shè)全面考慮綠色數(shù)據(jù)中心的各方面因素，包括位置、環(huán)境、物理建筑、基礎(chǔ)設(shè)施、各系統(tǒng)建設(shè)和維護等進行升級與節(jié)能改造，建成節(jié)能、環(huán)保、高效的綠色數(shù)據(jù)中心。

2　整體工藝布局的節(jié)能優(yōu)化

中國電建總部原數(shù)據(jù)機房的機柜均為統(tǒng)一朝向擺放，均為機柜正面朝前，沒有設(shè)置冷熱通道，空調(diào)為下送風、上回風方式，各機柜組間沒有合理的通風空間，冷熱空氣混合問題嚴重，不利于設(shè)備散熱。因此數(shù)據(jù)機房改造中對機柜布局方向進行的調(diào)整，采用機柜面對面、背對背的擺放方式，形成冷熱通道；機柜正面為冷通道，并設(shè)置風口地板，冷空氣從機房正面進入，設(shè)備吸收熱量后，由機柜背面上方自然回風進入空調(diào)，空調(diào)形成下送風、上回風的循環(huán)送風方式，使其具備良好的使用和散熱效果。

3　封閉熱（冷）通道的節(jié)能優(yōu)化

封閉熱（冷）通道可以有效使地板下送出的冷量全部用于設(shè)備散熱，能大幅度減少或避免風量和冷量的損耗，從而最終大幅度提高制冷的效率。從整個機房的氣流組織來看，對熱通道的封閉可以有效地避免傳統(tǒng)機房中冷熱空氣混合，冷空氣短路，而最終產(chǎn)生的局部熱點問題。

通過封閉熱通道能夠解決核心機房局部過熱、空調(diào)能耗高、裝機空間利用率低等問題。較傳統(tǒng)空調(diào)制冷方式，空調(diào)能耗下降20%～30%，機房空間利用率由原來的50%提升到90%，設(shè)備運行環(huán)境得到了大大的改善。

封閉熱通道增加鋁合金扣板吊頂，并且在機房熱通道上方天花采用回風百葉形式，確保更好的回風?？照{(diào)與吊頂之間安裝回風帽，使樓板與吊頂板之間形成負壓熱空氣回風層，加強空調(diào)回風效率，降低制冷能耗。

封閉熱通道的優(yōu)勢還在于萬一數(shù)據(jù)機房斷電，精密空調(diào)停機后整個機房溫度上升相對較慢，從而延長機房服務器等設(shè)備因為溫度過高而宕機的時間，提高機房內(nèi)安全級別。

4　風口及溫控地板節(jié)能改造

數(shù)據(jù)中心機房由于部分機柜的精密空調(diào)送風距離較遠，地板下空間相對較低，因此在距離精密空調(diào)10m以外的機柜正面配置溫控通風地板。溫控通風地板帶EC風機裝置，達到調(diào)節(jié)、增加風量的作用。通風地板具有自動調(diào)節(jié)功能，當冷通道內(nèi)出現(xiàn)了局部熱點時，可以自動調(diào)節(jié)增加冷量。

5　供配電系統(tǒng)節(jié)能

UPS輸出配電采用智能配電模塊，可檢測到每個回路的供電指標。檢測供電回路額定電流、實際電流、負載百分比、負載電流諧波百分比、負載電量、功率因數(shù)等指標。

智能配電系統(tǒng)設(shè)計與UPS系統(tǒng)安裝在同一套機柜內(nèi)，采用模塊化結(jié)構(gòu)，可根據(jù)負載容量的需求變化增加或減少配置，而無需關(guān)閉UPS輸出或配電總輸入開關(guān)。

每一條電纜、每一個插座、每一個開關(guān)、每一個配電設(shè)備，都在明顯位置進行永久性標注，此標注能應付溫度和濕度的變化。任何一個標識都能通過其顏色和代碼清楚地表達其所屬回路、上游設(shè)備源頭、相位和位置。這樣的永久性標注將使維護人員在進行檢修安裝時時候一目了然。

6　高效模塊化UPS，超級節(jié)能環(huán)保

機房UPS選擇充分預留未來擴展容量，滿足未來3～5年機房信息化建設(shè)的設(shè)備運行發(fā)展需求，采用高效模塊化UPS設(shè)備，50%～75%負載效率＞96%，25%負載效率＞95%；輸入功率因數(shù)≈1，輸入諧波電流＜3%。

7　智能照明及門開燈亮、門關(guān)燈滅的節(jié)能措施

系統(tǒng)可分別對每一盞燈的亮度進行調(diào)整、設(shè)置。同時能夠?qū)⒚勘K燈的亮度組合記憶在場景中，方便調(diào)用。

系統(tǒng)增設(shè)探測器，感應到移動人員后，自動調(diào)用某一場景，燈亮后，進入室內(nèi)人員可根據(jù)需要通過開關(guān)按鍵手動變更場景。人員離開房間，探測器延時關(guān)斷燈具。

8　LED照明節(jié)能

數(shù)據(jù)中心機房照明燈具的光源選擇采用LED節(jié)能燈管。根據(jù)相關(guān)評測，10W LED日光燈要比傳統(tǒng)40W日光燈亮度高，16W LED日光燈要比傳統(tǒng)64W日光燈亮度高，LED日光燈亮度尤其顯得更柔和更容易使人們接受。LED日光燈使用壽命在5萬～8萬小時供電電壓為為AC85V～260V（交流），無需起輝器和鎮(zhèn)流器，啟動快，功率小，無頻閃，不容易視產(chǎn)生疲勞。它不但超強節(jié)能而且更為環(huán)保，也是國家綠色節(jié)能照明工程重點開發(fā)的產(chǎn)品之一，是目前取代傳統(tǒng)的日光燈的主要產(chǎn)品。

LED照明主要有以下幾個特點：

1） 高效節(jié)能：耗電能效低。（普通60W白熾燈17h耗電1kW·h，普通10W節(jié)能燈100h耗電1kW·h）；

2）超長壽命：半導體芯片發(fā)光，無燈絲，無玻璃泡，不怕震動，不易破碎，使用壽命可達五萬小時（普通白熾燈使用壽命僅有1000h，普通節(jié)能燈使用壽命也只有50000h）；

3）健康：光線健康光線中不含紫外線和紅外線，不產(chǎn)生輻射（普通燈光線中含有紫外線和紅外線）；

4）色環(huán)保：不含汞和氙等有害元素，利于回收，而且不會產(chǎn)生電磁干擾（普通燈管中含有汞和鉛等元素，節(jié)能燈中的電子鎮(zhèn)流器會產(chǎn)生電磁干擾）；

5）保護視力：直流驅(qū)動，無頻閃（普通燈都是交流驅(qū)動，就必然產(chǎn)生頻閃）；

6）光效率高：發(fā)熱小，90%的電能轉(zhuǎn)化為可見光（普通白熾燈80%的電能轉(zhuǎn)化為熱能，僅有20%電能轉(zhuǎn)化為光能）；

7）安全系數(shù)高：所需電壓、電流較小，發(fā)熱較小，不產(chǎn)生安全隱患，克用于于礦場等危險場所；

9　精密空調(diào)采用了多項節(jié)能技術(shù)

1） 高能效數(shù)碼渦旋壓縮機，確保機組高能效比：

采用了世界最大的工業(yè)級別壓縮機制造商生產(chǎn)的高效數(shù)碼渦旋式壓縮機，能效比高。壓縮機的壓縮過程連續(xù)、平穩(wěn)；壓縮機的排氣過程旋轉(zhuǎn)角度超過540°；在吸氣及壓縮過程中沒有熱量交換；在壓縮過程中制冷劑氣流方向沒有改變；減少了氣流損失；渦旋式壓縮機無需高、低壓閥門；減少了閥門損失，防止產(chǎn)生液擊；啟動電流低。數(shù)碼渦旋壓縮機在渦旋壓縮機基礎(chǔ)上采用了數(shù)字控制技術(shù)，數(shù)碼渦旋壓縮機可以在20%～100%之間連續(xù)調(diào)節(jié)容量輸出，按機房需求提供制冷量，確保了對室溫的嚴格控制，降低能耗，同時減少壓縮機的起停次數(shù)，提高壓縮機的可靠性。

2） 高效EC風機系統(tǒng)

室內(nèi)風機采用了兩個高效的EC風機，為冗余設(shè)計。EC風機具有效率高、節(jié)能、可調(diào)速等優(yōu)點，比傳統(tǒng)風機節(jié)能20%，并可以根據(jù)制冷量需求調(diào)整轉(zhuǎn)速，降低低負載下的能耗。具有高冗余性，每個風機均設(shè)計有約25%余量。

3） iCOM控制器強大的聯(lián)動與群控功能

通過Teamwork方式統(tǒng)一控制管理，實現(xiàn)機房環(huán)境的節(jié)能控制。

10　新風預冷技術(shù)

對新風進行預處理已達到室內(nèi)空氣狀態(tài)，減少機房精密空調(diào)不必要的加濕除濕功能工作，降低不必要的空調(diào)耗電。

11　結(jié)束語

中國電建總部數(shù)據(jù)中心機房綠色節(jié)能還有很多細節(jié)處理，包括管理軟件應用（動環(huán)監(jiān)控、綜合管理平臺、資產(chǎn)管理、3D實時數(shù)據(jù)展示）、隔斷墻保溫處理等。通過數(shù)據(jù)中心環(huán)境基礎(chǔ)改造建設(shè)后，中國電建總部數(shù)據(jù)中心機房PUE值大大降低，滿足2011年國家發(fā)改委、工信部和財政部聯(lián)合要求的大中型數(shù)據(jù)中心PUE值。

Application of Green Energy Saving in Data Center Room——Data Center Transformation of China Electric Power Construction Group Headquarters