数据中心机房节能运行现状与问题分析

摘要：数据中心机房的功能是将获得的信息进行加工处理后储存到专用的设备中，并在需要时将信息传递。数据中心机房是处理企业日常工作的关键，做好数据机房的日常维护工作对于数据机房的安全至关重要。通过对数据中心机房的设备和功能区域的耗能进行分析，提出在优化数据中心机房的前提下，采用节能减排新技术，减少能源消耗，实现节能要求，促进数据中心机房向绿色化趋势发展。

关键词：数据中心机房;节能降耗;有效措施;

企业在运营过程中会产生各种数据，如生产的各类产品的参数数据、客户的信息数据等。在国家节能减排和绿色发展的前提下，应当重视对数据中心的改造，将节能技术应用在机房中，减少能源消耗，进一步保证机房的稳定性和安全性[1]。

1 数据中心机房能耗情况

1.1 评估能耗指标

评估能耗指标(PUE)=数据中心年总耗电量/信息设备年耗电量。机房系统中计算能耗的部分有：空调系统、机房散热系统和直接供电装置。当电能利用率越接近1时，能耗越低。另外，一般数据中心能耗水平基本处于1.6左右，这也是大部分数据中心机房的常规电能利用率数值[2]。

1.2 数据中心机房的组成

机房的各个系统是按功能需求设置的，主要包括：机房区、办公区、辅助区的装修与环境工程;可靠的供电系统工程(UPS、供配电、防雷接地、机房照明、备用电源等);专用空调及通风;消防报警及自动灭火;智能化弱电工程(视频监控、门禁管理、环境和漏水检测、综合布线、KVM系统等)[3]。

2 数据中心的节能减排技术

机房节能减排的重点是通过机房布局排列、优化机柜结构、引入精确送风和新风等新技术以及能效管理系统，达到节能减排的目的。

2.1 机房布局排列

数据中心机房的布局是否符合要求，最重要的是确保通风和排风效果，且布置合理。机房内设备的体积和大小类似，可以采用通道式排列，这就要求风口位置安排合理。设置好一个出口风可以对应墙壁或者出风口，但是不可对应其他的入风口[4]。入风口是用于带走机房热量的洞，若将出口风的热风送入到入风口，那么不仅导致机房内热量持续上升，还会耗费大量的能源，出现热岛现象，导致耗能的提升引起PUE升高。

2.2 冷通道封闭

冷通道送出的风用于降温，如今的送风更加科学，不会出现环境温度降低但设备温度居高不下的情况。所以将冷通道封闭也可以避免出现热岛效应，让机房设备保持工作状态良好。

冷通道的封闭必然是全部，若有一两个没有封闭也难以达到预期效果。因为只有全部的冷通道封闭才能确保热风不会和冷风混合，冷热风混合会造成消耗大量电能却无法达到制冷效果。若封闭全部的冷通道，则可以保证空调送风情况，促进机房设备降温[5]。

2.3 精确送风技术

送风的风量和温度是受调节的，具体为：根据设备的参数和使用需求来计算冷风的参数，将冷风送到机柜冷气腔内，然后利用风量调节阀门控制风量[6]。这一过程让设备降温向着智能化和精准化迈进了一大步。精确送风为改善数据机房消耗电能过大提供了极大的便利。

2.4 新风系统

新风系统是将空气降温并过滤杂质后，送入到入风口，然后将热气利用排风口排出。这一过程不仅可以降低温度，还可以将部分水分带走，避免设备受潮。同时也可将清洁的风送入机房内，保证机房内部空气清洁。而当入风口的空气质量满足不了需求时，可以打开机房空调，降低室内温度，在智能控制下实现降温。另外，新风系统可以精准获取室内的温度，并根据机房内配备的空调数量和设备的放热量等情况，调节控制空调的温度和开启时间。这一功能降低了电能的耗用，同时也确保了机房设备的温度降低。但是若空气不够优良，还是应当采用其他技术[7]。该技术如图1所示。

应用直接新风系统时，需要重点评估所在地区的全年空气质量，因为室外空气中包含有灰尘、二氧化硫、硫化氢、臭氧等有害成分，采用直接新风时存在污染机房、腐蚀机柜的风险，应用中需要考虑一定的物理过滤、化学过滤和湿度控制等空气处理手段，以满足机房环境要求。

2.5 蒸发冷却系统

直接蒸发是指空气和水资源的接触方式为空气直接和水蒸气接触，完成等含焓加湿降温，并且最低温度为进风口的最低温度。加湿后的空气会带走部分热量，将新风系统与直接蒸发结合使用，可以有效达到降低机房设备温度的目的，并且两者可以不同时使用。当外部温度较低时，可以不利用蒸发系统来完成空气降温，直接利用新风技术即可完成降温。若两者都开启，确保空气温度降低后再送入进风口，可避免机房设备温度升高过快的情况。但是需要注意避免机房内部湿度过大而影响到机房设备的使用寿命。

间接蒸发冷气技术是将上述技术获得的湿润空气送入机房中，该技术为非直接接触换热器。具体的过程可如图2所示。因该技术中包括干湿温度球，在降低温度的同时不会影响到湿度，最低温度为进风口的球温度[8]。

3 数据中心生命周期内的节能减排建议

1)节能设备的选用和设计应当在机房建设规划阶段进行，充分考虑节能途径和方法，并根据以上内容完成节能方案的选择和研究，确保节能工作有序进行。

2)不同环境要求的节能技术也不相同，应当根据技术规范来确定好可用方案，避免后续设备和节能方案不匹配。同时应积极与设备厂家沟通，针对可能在购买和使用中出现的问题进行探讨分析，协商解决办法，最后签订双方都满意的合同。

3)数据机房建设和节能设备安装中，应当确保和设计要求一致，确保工人的施工技术满足使用要求，避免出现问题后再采取补救措施，耗费大量人力和物力。

4)加强对机房设备和节能设备的维护，要定期进行检查，确保设备工作状态良好，为机房节能打好基础。

4 结语

随着我国对节能减排工作的重视，特别是节能减排政策的陆续出台，加强数据中心机房节能工作的重要性不言而喻。因此，企业充分发挥自身优势，在机房中运用节能设备，并制定合理的管理制度，在促进机房节能减耗的同时，保证机房稳定运行。

参考文献

[1] 康玮.数据工程施工招投标的现状分析及对策研究[J].工程建设与设计，2017(1):175-177.

[2] 周帅.浅谈数据桥梁施工过程中技术管理与质量控制措施[J].低碳世界，2017(19):160-161.

[3] 郑康维.计算机监控机房管理与维护常见问题分析[J].信息通信，2014(5):172.

[4] 沈扬.学校机房的管理与维护[J].长春理工大学学报(综合版)，2006(1):44-45;117.

[5] 郭浩.学校机房管理与维护方法探讨[J].南昌教育学院学报，2013(8):98-99.

[6] 杨红和.公共计算机机房管理和维护初探[J].漳州师范学院学报(自然科学版)，2005(2):65-68.

[7] 吴哲宏.数据中心机房的节能减排应用研究[J].信息通信，2015(8):109-110.

[8] 张博，杨洋.BIM在数据建设前期标准化管理中的应用[J].中国管理信息化，2017(3):316.