孫 雷

(黑龍江省經(jīng)濟(jì)貿(mào)易信息中心，哈爾濱 150001)

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信息化建設(shè)中的節(jié)能問(wèn)題

孫 雷

(黑龍江省經(jīng)濟(jì)貿(mào)易信息中心，哈爾濱 150001)

分析了在信息技術(shù)實(shí)施過(guò)程中，能耗問(wèn)題已成為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行成本迅速增長(zhǎng)的主要矛盾。探討如何圍繞機(jī)房環(huán)境、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、機(jī)房設(shè)備以及機(jī)房運(yùn)行維護(hù)等方面進(jìn)行計(jì)算機(jī)節(jié)能應(yīng)用技術(shù)的改進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)低成本的信息化建設(shè)。

機(jī)房；節(jié)能；能耗；信息技術(shù)

0 引 言

隨著近幾年國(guó)家機(jī)關(guān)、企業(yè)事業(yè)單位信息化建設(shè)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)及其信息技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品應(yīng)用量快速增加，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、各類(lèi)計(jì)算機(jī)、打印機(jī)等電子產(chǎn)品以及機(jī)房供電設(shè)備、空調(diào)、新風(fēng)系統(tǒng)的耗電需求也正在不斷上升。如何能夠讓信息化實(shí)施發(fā)揮最大優(yōu)勢(shì)的同時(shí)降低能耗，成為節(jié)能的新課題。當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)正在持續(xù)放緩，政府越來(lái)越關(guān)注節(jié)能減排工作的開(kāi)展，只有建設(shè)節(jié)約型社會(huì)，降低能源消耗，我國(guó)經(jīng)濟(jì)才可能持續(xù)發(fā)展。

1 機(jī) 房

在進(jìn)行機(jī)房節(jié)能減排設(shè)計(jì)的時(shí)候，主要是對(duì)機(jī)房的耗電量進(jìn)行控制，其重點(diǎn)是精確測(cè)算設(shè)備耗電比率，通過(guò)對(duì)空調(diào)選擇、送風(fēng)控制、UPS負(fù)載估算、服務(wù)器虛擬化技術(shù)等，全角度進(jìn)行電能的監(jiān)控管理和調(diào)整，才能達(dá)到科學(xué)節(jié)能的目的，主要應(yīng)用包括以下幾下方面。

1.1 機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)

在機(jī)房眾多的用電設(shè)備中，空調(diào)制冷設(shè)備的耗電量比例相當(dāng)大。據(jù)調(diào)查，機(jī)房中僅空調(diào)的耗電量就占機(jī)房總用電量的50%～70%左右。因此機(jī)房節(jié)能方案應(yīng)從機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)的選擇入手, 降低其電能的損耗。

機(jī)房空調(diào)一般有三種：水冷柜式機(jī)組、窗式空調(diào)器、風(fēng)冷分體式空調(diào)器。研究者對(duì)三種方式在機(jī)房中實(shí)際運(yùn)行的能耗指標(biāo)、安裝環(huán)境、場(chǎng)地占用、安裝管理維護(hù)、設(shè)備的初期投資費(fèi)等指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，得出結(jié)論：使用面積在70平方米以下的中小企業(yè)機(jī)房，采用普通風(fēng)冷分體式空調(diào)器可以較好地滿足機(jī)房要求，降低前期投入，提高總體制冷效果及機(jī)房環(huán)境質(zhì)量， 是最優(yōu)化的選擇方案。

1.2 UPS系統(tǒng)

目前，機(jī)房中UPS電源主要存在兩方面問(wèn)題：一是UPS電源無(wú)法靈活擴(kuò)容，導(dǎo)致效率低下。傳統(tǒng)UPS自身是不可擴(kuò)容的，電源擴(kuò)展時(shí)，需要添置整套設(shè)備，使UPS工作時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其滿負(fù)載容量，導(dǎo)致效率低下。目前，模塊化UPS已被認(rèn)為是UPS的發(fā)展趨勢(shì)，它體積小、重量輕、功耗低、維護(hù)簡(jiǎn)單、可靠性高，最重要的用戶可以象反搭積木一樣按需調(diào)配UPS容量，將UPS的容量配置更合理，保持電源的高效率。二是UPS電源負(fù)荷較低，由于盲目擴(kuò)大UPS電源規(guī)模導(dǎo)致運(yùn)行低效。一般來(lái)說(shuō)，UPS的效率和負(fù)載功率是成正比的， UPS的供電效率越高，能耗就越低。理論上，如果運(yùn)行負(fù)載率大于60%，UPS電源的效率一般可達(dá)90%以上。在實(shí)際應(yīng)用中，許多機(jī)房里的 UPS的運(yùn)行負(fù)載率一般也就在20%～30%左右，UPS的供電效率只發(fā)揮到了50%～60%左右，從而導(dǎo)致用電量的嚴(yán)重浪費(fèi)[1]。

1.3 新風(fēng)系統(tǒng)

在機(jī)房降溫和空氣調(diào)節(jié)方面，除了安裝機(jī)房專(zhuān)業(yè)空調(diào)外，科學(xué)利用綠色冷源，應(yīng)用自然冷卻的方法進(jìn)行降溫也是很好的思路。這里，自然冷卻是指不使用冷卻設(shè)備制冷的技術(shù)?？捎玫淖匀焕鋮s量取決于當(dāng)?shù)氐臍夂?，最常用的自然冷卻方式是地下水或地表水冷卻和室外冷空氣冷卻。從地域特點(diǎn)上講，自然冷卻是非常適合應(yīng)用于一年中季節(jié)性或晝夜溫差較大的地區(qū)。我國(guó)北方很多地區(qū)正是屬于這種溫差特點(diǎn)，其主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)表現(xiàn)為四季分明，晝夜溫差大，冬季慢長(zhǎng)，室外空氣溫度較低。在這種情況下，若能采用新風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)充分利用大自然提供的天然綠色冷源，將室外低溫新鮮空氣引入機(jī)房，同時(shí)排出機(jī)房?jī)?nèi)的熱空氣，依靠空氣流通，有效地將機(jī)房?jī)?nèi)的熱量迅速向外遷移，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)散熱。同時(shí)降低空調(diào)負(fù)荷甚至代替空調(diào)調(diào)節(jié)機(jī)房溫度，從而大幅度降低電能消耗和營(yíng)運(yùn)成本、減少空調(diào)使用次數(shù)，將是節(jié)能增效的優(yōu)化方案。

1.4 服務(wù)器虛擬化

隨著新技術(shù)不斷出現(xiàn)，服務(wù)器等硬件設(shè)備性能大幅度提高，市場(chǎng)價(jià)格也越來(lái)越低。人們注意到，對(duì)硬件高配置的追逐以及經(jīng)常更新?lián)Q代，導(dǎo)致機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備越來(lái)越多，設(shè)備種類(lèi)繁雜，運(yùn)維管理成本增加。虛擬化技術(shù)的發(fā)展與成熟，為解決這個(gè)問(wèn)題提供了可行的思路。

虛擬化技術(shù)是在系統(tǒng)中加入一個(gè)虛擬化層，將下層的資源抽象成資源提供給上層使用。在虛擬技術(shù)未被廣泛應(yīng)用之前，IDC業(yè)務(wù)中服務(wù)器通常只安裝數(shù)量很少的應(yīng)用系統(tǒng)，一臺(tái)服務(wù)器一般只提供一種服務(wù)，資源的利用率很低，這種情況大概在10%～30%之間。另外，用戶在前期投入估算時(shí)，往往按照最大應(yīng)用預(yù)算來(lái)購(gòu)買(mǎi)服務(wù)器，在實(shí)施的過(guò)程中，一些未考慮的因素也導(dǎo)致了服務(wù)器資源的浪費(fèi)。

虛擬化技術(shù)通過(guò)將多種應(yīng)用整合到少量高性能服務(wù)器上，減少服務(wù)器數(shù)量，簡(jiǎn)化服務(wù)器管理，明顯提高了服務(wù)器利用率和可靠性。它把硬件與操作系統(tǒng)分開(kāi)，在同一物理機(jī)上運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)軟件，讓一臺(tái)服務(wù)器變成幾臺(tái)相互隔離的虛擬服務(wù)器，每個(gè)虛擬機(jī)都有一套屬于自己的虛擬硬件(如 CPU、RAM、NIC)。因此它實(shí)現(xiàn)了服務(wù)器的整合，顛覆了一臺(tái)服務(wù)器上運(yùn)行一套操作系統(tǒng)的傳統(tǒng)理念。借助虛擬化技術(shù)，服務(wù)器的整體性能得到了深層的挖掘更降低了能耗。

2 降低待機(jī)能耗

待機(jī)耗電是指沒(méi)有斷開(kāi)電源的用電器在沒(méi)有使用的情況下所消耗的電量。用戶為避免頻繁插拔用電設(shè)備或?yàn)楸４骐娖髟O(shè)置狀態(tài)使電器長(zhǎng)期處于待機(jī)狀態(tài)，這種狀態(tài)給我們的使用帶來(lái)方便，同時(shí)也在耗費(fèi)著能源。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，待機(jī)能耗占到辦公設(shè)備耗電量的3%～13%，其中，空調(diào)4 W、顯示器7.69 W、 PC主機(jī)箱35.07 W、傳真機(jī)5.71 W、打印機(jī)9.08 W。為降低待機(jī)能耗，各國(guó)都制定了相應(yīng)的能效標(biāo)準(zhǔn)，歐盟規(guī)定，計(jì)算機(jī)在睡眠和關(guān)閉狀況下的能耗須低于10 W和3 W，我國(guó)目前僅有10．5%的計(jì)算機(jī)能夠達(dá)到這一要求；美國(guó)規(guī)定，顯示器在睡眠和關(guān)閉狀態(tài)下的能耗須低于4 W和2 W，我國(guó)的待機(jī)能耗高于世界平均水平[2]。

近年，在對(duì)政府機(jī)構(gòu)及企事業(yè)單位辦公室的待機(jī)能耗情況進(jìn)行全面調(diào)查之后，我國(guó)也對(duì)打印機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)等辦公設(shè)備開(kāi)展了待機(jī)節(jié)能認(rèn)證工作，目前已有聯(lián)想、愛(ài)普生等近10家企業(yè)的部分產(chǎn)品獲得了節(jié)能認(rèn)證。因此采購(gòu)時(shí)要選購(gòu)?fù)ㄟ^(guò)節(jié)能認(rèn)證的低能耗產(chǎn)品。降低待機(jī)能耗還應(yīng)注意：(1)當(dāng)電器不用時(shí)，應(yīng)斷開(kāi)電器上的機(jī)械開(kāi)關(guān)，對(duì)于沒(méi)有帶機(jī)械電源開(kāi)關(guān)的電器，應(yīng)隨手拔掉電源插頭。(2)使用節(jié)電插座也能夠有效的減少用電設(shè)備所帶來(lái)的額外能耗。

3 計(jì)算機(jī)

由于計(jì)算機(jī)的高度普及，我國(guó)辦公和家用終端PC設(shè)備數(shù)量龐大，因此它們的能源消耗也不容忽視。每臺(tái)PC機(jī)的能耗中，顯示器、CPU、主板、硬盤(pán)、光驅(qū)等都是耗電的關(guān)鍵部件。并且，計(jì)算機(jī)在開(kāi)機(jī)運(yùn)行時(shí)，其耗電量跟計(jì)算機(jī)的設(shè)置和運(yùn)行的軟件有著直接的關(guān)系。因此，在日常工作中，正確掌握計(jì)算機(jī)使用方法和養(yǎng)成好的使用習(xí)慣是非常必要的。

3.1 計(jì)算機(jī)的電源管理

對(duì)于不同用戶的使用情況，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用內(nèi)容是不一樣的，因此，應(yīng)設(shè)置成符合自身工作要求的電源管理模式。Windows 7的電源管理功能提供了多種工作模式下的使用方案，包括：平衡、節(jié)能、高性能三種工作模式下的常用方案。比如，“關(guān)閉顯示器”和“休眠”的時(shí)間間隔設(shè)置等。每個(gè)工作模式下系統(tǒng)還能進(jìn)行更精確的節(jié)能計(jì)劃設(shè)置，包括：關(guān)閉硬盤(pán)時(shí)間、桌面背景設(shè)置、無(wú)線適配器的低、中、最高性能設(shè)置。其中，處理器電源管理可以根據(jù)運(yùn)行應(yīng)用軟件設(shè)置為最小處理器狀態(tài)、系統(tǒng)散熱方式和最大處理器狀態(tài)。

3.2 軟件設(shè)置

軟件的運(yùn)行不僅僅占用CPU資源，同時(shí)還占用內(nèi)存和消耗硬盤(pán)，這些都會(huì)使計(jì)算機(jī)能耗上升。因此軟件的安裝要合理，配置要科學(xué)。比如在打開(kāi)網(wǎng)頁(yè)時(shí)，可以利用IE瀏覽器的“管理加載項(xiàng)”功能禁用不需要的網(wǎng)頁(yè)插件。計(jì)算機(jī)長(zhǎng)期使用后要及時(shí)清理垃圾文件并養(yǎng)成定期清理和刪除無(wú)用軟件的習(xí)慣，可以應(yīng)用“金山清理專(zhuān)家”、“ccleaner”等工具軟件，方便而全面的為系統(tǒng)整體“瘦身減壓”，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

4 結(jié)束語(yǔ)

伴隨兩化融合程度逐漸加深，信息技術(shù)已成為各行業(yè)最具活力和永不枯竭的生產(chǎn)力。提高能源使用效率，降低生產(chǎn)成本，是信息化的手段同時(shí)也是信息化實(shí)施中的問(wèn)題。本文提出了信息化實(shí)施中能量消耗的幾個(gè)問(wèn)題和改進(jìn)方法，可以做為信息技術(shù)從業(yè)者日常管理例行工作內(nèi)容，達(dá)到節(jié)能的目的。

[1] 徐向文．計(jì)算機(jī)的節(jié)能管理[J]．科技廣場(chǎng)，2008(1).

[2] 吳 昕．淺談待機(jī)能耗問(wèn)題及其電源解決方案[J]．電子元器件資訊，2009(12).

黑龍江省節(jié)能監(jiān)測(cè)中心

黑龍江省節(jié)能監(jiān)測(cè)中心、黑龍江省節(jié)能技術(shù)服務(wù)中心、黑龍江省能源研究所(以下簡(jiǎn)稱中心)三位一體，成立于1982年5月18日。中心隸屬于黑龍江省工業(yè)和信息化委員會(huì)，由于它的特定地位和所發(fā)揮的重要作用，自成立之日起就得到了各級(jí)政府的關(guān)懷和支持。經(jīng)過(guò)30年的發(fā)展歷程，中心技術(shù)力量雄厚、設(shè)備先進(jìn)，已成為國(guó)內(nèi)一流的從事節(jié)能監(jiān)測(cè)、能源技術(shù)政策研究和節(jié)能技術(shù)服務(wù)的專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)。

中心具有國(guó)家節(jié)能工程咨詢甲級(jí)、城市供熱工程設(shè)計(jì)乙級(jí)資質(zhì)和省級(jí)計(jì)量認(rèn)證資質(zhì)。并通過(guò)IS9000質(zhì)量管理體系認(rèn)證。初步完成國(guó)家級(jí)重點(diǎn)能源監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，具備較高水準(zhǔn)檢測(cè)能力。

中心下設(shè)6個(gè)專(zhuān)業(yè)科室，并設(shè)有黑龍江省能源發(fā)展戰(zhàn)略研究會(huì)、黑龍江省節(jié)能協(xié)會(huì)秘書(shū)處，黑龍江省節(jié)能產(chǎn)品評(píng)審辦公室，省級(jí)自然科學(xué)期刊《應(yīng)用能源技術(shù)》編輯部和《黑龍江能源網(wǎng)》網(wǎng)站。

30年來(lái)，中心業(yè)務(wù)范圍不斷拓展，目前重點(diǎn)從事節(jié)能工作領(lǐng)域：

1、能源節(jié)約和資源綜合利用技術(shù)、政策研究；2、節(jié)能監(jiān)測(cè)；3、能源審計(jì)、能源規(guī)劃、節(jié)能診斷等技術(shù)咨詢服務(wù)；4、能源資源節(jié)約、綜合利用技術(shù)改造、能源建設(shè)項(xiàng)目工程咨詢和評(píng)估；5、節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品的評(píng)審和推廣應(yīng)用；6、節(jié)能宣傳、培訓(xùn)和推廣。

30年來(lái)，我們以嚴(yán)格的質(zhì)量保障體系和求真、務(wù)實(shí)、科學(xué)的態(tài)度為各級(jí)政府和社會(huì)各界提供了全方位、多層次的技術(shù)服務(wù)。近年來(lái)成績(jī)斐然、碩果累累。其中，研究編制的黑龍江省及各地市節(jié)能專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃、政策建議及專(zhuān)題調(diào)研，為各級(jí)政府主管部門(mén)科學(xué)決策提供重要依據(jù)；先后為百余家企事業(yè)單位提供了節(jié)能監(jiān)測(cè)、能源審計(jì)、節(jié)能項(xiàng)目工程咨詢和評(píng)估、節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品的評(píng)審等方面技術(shù)服務(wù)；并與國(guó)際組織合作完成三十余項(xiàng)節(jié)能案例研究。

在構(gòu)建和諧社會(huì)、倡導(dǎo)綠色環(huán)保的今天，我們將百尺竿頭、更上一層，繼續(xù)努力工作，為政府和社會(huì)各界提供更優(yōu)質(zhì)的節(jié)能服務(wù)。

The Problems of Energy Saving in the Construction of Informatization

SUN Lei

(Heilongjiang province Economic Trade Information Center, Harbin 150001, China)

Analysis of the information technology in the process of implementation, the problem of energy consumption has become the main contradiction of the operation cost of the rapid growth of computer system. Discussion on improvement of how about application of technology of energy saving of computer room environment, computer system and computer room, computer room equipment operation and maintenance etc., so as to realize the informationization construction of low cost.

Computer center; Energy saving; Energy consumption; Information technology

10.3969/j.issn.1009-3230.2015.03.011

2014-12-28

2015-2-10

孫 雷(1972-)，男，高級(jí)工程師，大學(xué)畢業(yè)，學(xué)士，多年來(lái)一直從事計(jì)算機(jī)應(yīng)用工作。

TP393.07

B

1009-3230(2015)03-0047-03