北京电信数据中心节能体系全方位解决方案

数据中心节能体系全方位解决方案中国电信北京公司2012.4.19,汇报内容,北京电信IDC业务及机房情况,规划建设节能型机房,IDC供电及储能综合解决方案,IDC环境节能综合解决方案,节能新技术的探索和测试,数据中心业务是北京电信核心业务之一，2011年收入7.92亿，在全集团排名第三位，2012年计划收入11亿元。正式运营数据中心总面积超过8万平方米，总机架9642个。2011年，托管在北京电信的服务器已达71035台。正式运行数据中心均获得ISO27001认证；两个集团钻石五星级数据中心；其他均为集团四星级数据中心。客户群遍及政府、金融、IT、互联网、物流、制造等各个行业，包括搜狐、新浪、百度、谷歌、网易淘宝等。,北京电信IDC业务概况,静安IDC,静安IDC,兆维IDC,兆维IDC,西单IDC,德外IDC,洋桥IDC,东四IDC,大郊亭IDC,亦庄IDC,数字大厦IDC,上地IDC,永丰IDC,北京电信数据中心机房部署,2004/05,2006,2008/2009,2007,2003/04,西单而传统蓄电池这两项数据分别是85%-87%和82%-83%。由于其系统效率很高，所以较之传统蓄电池式UPS大大节省了耗电量。对于数据中心更有意义的是，带载率越低时，飞轮节省的能量越多。另外，飞轮UPS对环境的适应能力很强，可以在0到40之间正常运转，它不会因外界因素而发生退化现象，机房内不需要配置空调系统，所以较之传统蓄电池式UPS大大节省了空调系统运转耗电量。相比蓄电池而言飞轮系统的节电率为可高达77.54。,同时，飞轮储能UPS节省空间，占地面积小，只相当于传统蓄电池式UPS1/4的占地面积。通过面积的节省会给数据中心运营也带来一定的获利。如果一个数据中心UPS的额定容量达到6MVA，按数据中心机房年租金16万元人民币m2的价格估算(北京地区)，那么采用飞轮储能UPS的方案后，数据中心机房年租金的获利这方面来讲，每年大约能节省2400万元人民币。,IDC机房供电及储能综合解决方案EPS,1,2、EPS分散式供电系统的应用北京电信2011年初开始在上地和兆维数据中心推广EPS分散式供电系统。EPS分散供电针对每一个机架单独提供后备电源，同时采用高压直流电池直接作为服务器后备电源。正常情况下，市电直通，EPS模块向服务器输出交流电；当电网断电时，EPS通过转换开关切换到电池状态，后备电池开始工作，向服务器输出250V高压直流电源。EPS采用磷酸铁锂电池作为后备电池。EPS系统由于采用后备式工作原理，其系统自损基本可以忽略不计，较传统N+1冗余模式的UPS系统效率提升8%左右。因此，节约了大量电能。且EPS系统自身散热较少，不需要单独建设电力室，节约了电力室空调的耗电及二氧化碳的排放。其次，EPS产品重量较轻，不需要对机房承重提出单独要求，在大楼建设初期节约了钢筋及混凝土用量，间接做到节能减排。第三，EPS分散式供电自低压室至交流分配屏到列头柜，缩短了电缆路径，节约了蓄电池至UPS间的电力电缆，减少了电力传输线路上电能的损耗。EPS系统采用磷酸铁锂电池，其转换效率约为95%，较传统的UPS系统采用的铅酸蓄电池更加节能、高效和环保,IDC供电综合解决方案-高压发电机组、模块化UPS,1,3、高压发电机组在高级数据中心的应用北京电信在2009年开始在永丰数据中心开始应用10KV备用发电机设备和楼内高压10KV分层直接供电方式，有效减少电缆投资，降低输电损耗，节省运营成本。目前北京电信在永丰机房采用的这种供电方式，可直接节省电缆投资一千万元以上；可节约输电损耗5%左右，即每年可节约300万度的耗电量。,4、模块化UPS节能北京公司在西单金融灾备机房采用模块化UPS设备，可根据负荷灵活扩展容量，减少空载耗能，效率较传统UPS可提高约20%，一套400KVA的UPS系统每年可节约电费15万元左右，初期增加的投资2年内可收回。由于客户入驻时间滞后，部分UPS及开关电源设备使用率较低，采取关闭部分设备提高系统使用率的办法，减少UPS空载能耗和相关电池组充电损耗,汇报内容,IDC环境节能综合解决方案,北京电信IDC业务及机房情况,规划建设节能型机房,节能新技术的探索和测试,IDC供电及储能综合解决方案,IDC环境节能综合解决方案机房节能改造,1,1、基于节能一体化产品的机房节能改造北京公司对电能高消耗的数据中心给予了重点关注，针对IDC机房实际情况和北京地区的气候特点，将低温送风技术、变风量空调技术、变频调速技术、微机智能控制技术、湿膜等焓加湿降温技术和空调品质处理技术等国际空调领域先进技术研制生产了机电一体化产品，获得了集团公司科技进步二等奖。采用这种方式进行机房节能改造，投资少，回报周期短，在数据机房安装了智能型新风引入节能空调机组，在冬季运行稳定、节能效果显著，机房节电率可达到30%以上，给企业带来巨大的经济效益,2006年初北京公司在上地数据中心机房安装了智能混风型节能空调，经过两个月的测试，节能率达到27%。截止到2011年12月，在前期工作的基础上投资1000多万元，在兆维数据中心机房、大郊亭机房、洋桥机房、上地北机房进行了节能空调的推广应用，完成了二十多个约8000平方米的机房安装节能空调机组，经过了3年多的运行测试，在减少压缩机和室外风机运行时间、加湿器耗能等方面节电效果非常明显，节电率达到34%，节约电量约3000万度，节能空调的投资回报期不超过3年。采用自然冷源在大大节省电量的同时，也减少了二氧化碳的排放量，如：使用煤炭产生1kWh电力时，排放1kg二氧化碳，那么已经向大气层减少排放3000万公斤的二氧化碳，为回馈社会还北京蓝天作出了贡献。,IDC环境节能综合解决方案自然冷源+冰蓄冷系统,1,2、国内首屈一指的“自然冷源+冰蓄冷系统”北京电信永丰数据中心应用高压10KV供电的蓄冰冷水机组，充分利用峰谷电价差异（峰值电价是谷值电价的4至5倍），夜间制冰做为白天冷源，减少用电高峰期间的空调用电量，理论上每年可节约700万元以上的电费支出。同时在冬季可关闭冰蓄冷系统，调整为自然冷源系统节能空调运行模式，还能进一步降低PUE值（总能耗与IT设备能耗比），节能效果显著,经过分析，冬季永丰局使用自然冷却制冷模式，11月日均耗电量约1.97万度，12月日均耗电量1.02万度，同比冰蓄冷模式日节约电费0.6-1.3万元，同比基载制冷模式日节约电费1.4-2.2万元。冬季机房PUE值全天控制在1.28-1.32范围内，其它季节PUE值全天控制在1.5-1.6左右，较常规制冷方式年节约电费超过400万元，并且随着业务负载的增加，节能量还将进一步提升。,IDC环境节能综合解决方案送风系统优化,1,3、送风系统优化由于上送风机房普遍存在整体温度过高，局部过热，用户设备热源分布与风口配置不合理的现状，2007年-2011年春季北京公司实施了数据中心送风系统优化项目，采用“人”字型延伸风口，增加风口数量并缩短风口与机架的送风距离，在不增加空调设备量的情况下，机房温度降低2度以上。,经济效益测算：经过实际数据比对冷热通道封闭后的节电率为11.11%左右。如果按照一个机架满配置2千瓦满载运行，该机房一年节电80瓦24365100架=7万度目前已完成了8个机房的改造工作，涉及机架数已经超过800个，如果按照每度电降低碳排放1公斤，全年降低碳排放56万公斤。,IDC环境节能综合解决方案数据节能机柜,1,4、数据节能机柜的应用随着服务器机柜应用功率密度的不断提高，机架式服务器深度的增加，以及对更高效线缆管理和电源分配的需求，要求服务器机柜的深度相应增加，增加的功率密度对机柜通风提出了更高的要求，北京电信自2007年开始采用的高端服务器机柜的设计亮点为所有这些需求提供了最佳答案。特点1：集普通的网络机柜与多功能理线架为一体，真正做到强电、弱电，交、直流线完全分离。特点2：应用热成像技术进行气流组织分析，合理设计机柜内部冷热通道，避免冷热气流混合，提高散热效率，达到节能的目的。特点3：提供空气分配单元(ADU）等增加局部通风性的配件，解决机柜使用中局部过热，热气团滞留的问题，以支更高高密度的使用。,IDC环境节能综合解决方案节能添加剂,1,5、空调节能添加剂的应用空调随着使用年限的增加，粘附在管道内壁的油膜堆积也会越来越多，该油膜的导热系数只有铜的百分之一，导热性差，就如同给管壁加入了一层绝热的泡沫，使热交换性能大大地降低。冷凝器不能很好地散热而蒸发箱不能将强劲的冷风输出，制冷效果就会变差。节能增效剂通过加入到空调系统内部后，会与制冷剂及冷冻油混合一起循环，到达系统的各个部分。对于盘管来说可以穿透管道内的油膜组织，迅速渗透并附着在管道上，将原油膜层溶出。并形成永久性保护层。它所特有的表层活化剂，能抑制油泡的产生，解决制冷剂循环过程中油泡阻碍热交换的问题，提高系统的制冷效果。通过2008-2011年节能添加剂的使用和日常监测，节能添加剂的节电率达到18%。,例：Yahoo机房在相同24小时内，节能添加剂使用前后功耗分别为7117kw/h和5809kw/h，节电率（添加前的用电量添加后的用电量）添加前的用电量100（7117kw/h5809kw/h）7117kw/h10018。另外，通过添加节能添加剂可以减少压缩机维修更换费用，增加设备的运行年限。,汇报内容,节能新技术的探索和测试,北京电信IDC业务及机房情况,规划建设节能型机房,IDC供电及储能综合解决方案,IDC环境节能综合解决方案,节能新技术的探索与测试太阳能、类超导节电,1,1、太阳能技术的应用北京电信2010年开始在永丰数据机房对太阳能技术的试用，利用建筑物屋顶面积以光伏发电系统钢结构取代原设计钢结构遮阳棚。建立一座容量为207KWp的并网电站，主要给IDC机房照明等生活用电提供绿色环保的能源。虽然目前的太阳能电池板占地面积较大，受到安装位置影响，不利于推广且初投资较高回收周期长。但太阳能的使用年限超过25年，10年后的输出功率降低将不小于10%，从长远来看，是未来各类机房节能的一项重要举措。,2、类超导陶瓷节电技术的测试类超导陶瓷节电器是一种具有国际专利技术、利用远红外技术及类超导技术通过改善电流通道从而降低能耗的方式来实现节能的一种新型节电产品。根据测试节电效果平均可达到10%以上，遇有感性负载多的电路环境下，节电率会更多。投资回报一般不超过24个月。北京电信2010年开始在静安等IDC机房进行该产品的测试。目前该技术产品在国内还属于试用推广期，2012年北京公司将根据前提测试数据继续推广应用。,节能新技术的探索与测试服务器节能，未来规划,1,3、服务器和相变材料节能新技术的探索北京电信节能小组还积极组织不同服务器厂商进行服务器电源和主机节能的测试。对于相变材料节能技术的探索。根据相变材料可以储存能量的特性，可以降低机房室内外热量的传导，利用冬季能量储存的释放作用，减少空调的运行时间，节约能源消耗，达到节能减排的效果。,4、未来节能型数据中心机房规划应用高压10KV分层供电方式及高压柴油机设备：有效减少电缆投资，降低输电损耗，节省运营成本。应用高压蓄冰冷水机组：充分利用峰谷电价差异减少用电高峰期间的空调用电量，降低运行成本20%以上（峰值电价是谷值电价的4-5倍）。全面采用节能空调：力争全年节能达20%以上。广泛采用地板下送风方式：经测算预计可减少15%左右的设备投资，较上送风风道面积增加约2-3倍以上，可以满足大部分机房的风量需求。采用集中水回收处理系统：循环利用空调冷凝水、蓄冰用水及加湿器排水，降低水资源消耗,节能新技术的探索与测试机柜耗电精细管理,十一五IDC节能经济效益,1,截止到2011年底北京公司已累计投资超过3000万元用于节能减排工作，十一五期间IDC节能约6000万度。2010年度中国电信集团公司节能减排能耗情况通报数据显示,北京公司的万元产值耗电量为380元/度，减排效果名列集团第二名，（仅高于上海公司2元）。这对于IDC业务收入占大比重的通信企业是相当不易的。其中，仅新风项目一项，截止到2011年12月底节能空调已节约电量3000万度以上，2年半左右即可收回投资。采用自然冷源在大大节省电量的同时，也减少了二氧化碳的排放量，根据煤炭产生1kWh电力时排放1kg二氧化碳的计算方式，已经向大气层减少排放6000万公斤的二氧化碳，为树立中国电信企业形象、回馈社会还北京蓝天作出了重大贡献。,总结,1,2010年3月，两会已经明确提出了低碳经济的产业结构，随着十二五规划的不断推进，新能源产业振兴规划也将出台。目前的各类新节能技术层出不穷，各种技术在区域上的应用也不尽相同