绿色数据中心节能技术交流-20141110

XbrotherTechnologyCo.,Ltd.深圳市共济科技有限公司

绿色数据中心节能技术交流2背景我国数据中心总量已超过40万个，年耗电量超过全社会用电量1.5%我国数据中心能耗较高，能源效率与国际先进水平有较大差异，给资源和环境带来巨大挑战国家正推进绿色数据中心试点企业：数据中心能耗成本占运营成本一半以上，提高能效意义重大目录数据中心能耗分析绿色数据中心实用节能技术数据中心节能改造措施4数据机房整体能耗分布•多台空调协调及避免竞争运行制冷系统•自然冷源利用•空调保养：清洁、添加剂等34.5%主设备

53.3%•电源能耗：效率、谐波、功率因数等•供电模式、负载情况•电压制式 电源7.8%配电照明及其他•能量监控•能量调度0.8%0.8%•服务器机柜通风及散热性能一个典型数据中心机房实测能耗比例除主设备之外制冷系统耗电量最大电源本身能耗（效率）也成为能耗一个关键因素

•机房密封

•机房布局及气流组织

•空调能效影响因子

IT设备节能是机房节能的基础，采用低能 耗主设备、提高主设备利用率是最重要的机房节能措施

数据机房IT设备能耗分析IT设备处理器每消耗1W电，机房整体能耗2.84W能耗衡量：PUE=机房总能耗/IT设备能耗=1＋CLF＋PLF＋ALFCLF(制冷能效因子)=制冷系统能耗/IT设备能耗PLF(供配电能效因子)=供电系统能耗/IT设备能耗ALF(照明等辅助设施能效因子)=辅助系统能耗/IT设备能耗

PUE=1.6-2.5，与环境有关，也与能耗是否合理有关,表明机房除主设备外其他动力系统和环境调节系统能耗在总能耗中比例，数值越小越好

数据机房能耗评估标准---PUE数据机房节能需要端到端考虑

节能基本观点：

•IT设备节能是机房节能的基础，采用低能耗主设备是最重要的机房节能措施

•空调设备节能是机房基础设施节能的关键。采用高能效空调系统是机房节能的关键

•供电系统节能是机房节能不可缺的要素。采用高效率的供电系统是机房节能要素分析各环节耗电情况，并制定节能策略

目录数据中心能耗分析绿色数据中心实用节能技术数据中心节能改造措施数据中心实用节能技术节能领域设备节能环境节能管理节能供配电高效UPS、高压直流市电直供+UPS

太阳能

准备监测、显示对标、分析改进幽灵服务器

容量管理、空调管理。。。制冷系统

可调地板

变频压缩机、风机

通道遏制

列间空调-近距离高效制冷

自然冷却：地热、海水、自然风提高送风温度能效管理系统数据中心节能设备篇供电系统节能措施高效UPS技术突出特点：THDi<3%；功率因数高>0.9；效率96%，能量损耗减少50%模块与机柜间采用热插拔技术，UPS模块可以在线加入、在线拔出，实现“零”检修时间相比传统UPS,效率提高4%12XbrotherTechnologyCo.,LTD.98%高效高可靠高压直流系统供配电节能技术：效率高：240V高压直流配合市电直供机柜，市电正常时市电直供效率为100%，高压直流系统供电时效率高达96%，总效率98%可靠性高：

240V高压直流系统整流模块N+1冗余配置，电池系统可提供不间断的供电保护智能监控：智能电量仪及高压直流监控模块实现7×24不间断监控电源参数；配合机房监控系统实现能耗管理功能易于维护：整流模块支持热拔插高压直流技术突出特点：高压直流电能变换级数减少；功率因数高>0.99；电池直接挂在输出母排上；模块化程度高；并机简单，可靠性高。高压直流供电系统节能措施高压直流技术突出特点：高压直流电能变换级数减少；功率因数高>0.99；电池直接挂在输出母排上；模块化设计，N+X冗余，提高可靠性并机简单，可靠性高。高压直流相比传统UPS,效率提高6%根据数据中心的地理位置，可提供freecooling方案，PUE进一步降低至1.2以下因地制宜采用自然冷却技术氟泵技术根据数据中心的地理位置，可提供freecooling方案，PUE进一步降低至1.2以下因地制宜采用自然冷却技术氟泵技术夏季冬季根据数据中心的地理位置，可提供freecooling方案，PUE进一步降低至1.2以下因地制宜采用自然冷却技术氟泵技术冬季压缩机节能措施压缩机节能措施风机节能措施数据中心节能环境篇21XbrotherTechnologyCo.,LTD.机柜列间空调高压直流柜顶部天窗顶部线槽移动显示终端端门底座泊位运行状态指示灯门禁烟感温湿度传感器摄像头红外探测器电池柜封闭冷通道环境节能—制冷系统通道遏制冷通道隔离+列间空调，隔绝冷热气流混合，降低冷量损失，冷空气利用率提高15-20%先进的能耗管理功能：智能化空调群控技术：合理控制空调加热制冷状态，降低能耗10%根据长期运行状态优化能耗控制模式，按客户需求设定经济模式（高送风温度）、安全模式空调群控技术：空调分区管理自动增减空调空调温度自动设定空调故障切换平衡空调运作时间环境节能—制冷系统列间空调提高送风温度GB501742014版正在修订，大幅提高送风温度及范围环境要求A级、B级C级开机时主机房温度23±1℃18~28℃开机时主机房相对湿度40%~55%35%~75%停机时主机房温度5~35℃停机时主机房相对湿度40%~70%20%~80%温度变化率＜5℃/h＜10℃/h辅助区温度、相对湿度18~28℃、35%~75%（开机时）5~35℃、20%~80%（停机时）UPS电池室温度15~25℃GB50174-2008中对温度要求提高送风温度GB50174-2014某互联网公司实测数据数据中心节能管理篇准确监测显示对标分析改进.如何进行有效的能效管理？能耗管理“三步走”主设备能耗采集空调能耗采集配电/照明能耗采集环境温湿度采集数据上传与行业标准对比PUE值

改造1.79/新建1.5碳排放指标显示对标设备能耗分析能耗趋势分析PUE统计分析输出改进方案高精度测量设备、标准化测量流程准确监测±1.5%多角度，全方位对比能耗KPI在连续时间内测量PUE，PUE与IT设备、气候（温度、湿度）、时间等因素因素相关显示对标29实时PUE值分析；设备能耗统计分析；能源精细管理；

能耗趋势分析

实时分析、定制合理改进方案分析改进XbrotherTechnologyCo.,LTD.容量管理-消除局部热点加几台新设备，如何获取合适位置避免隐患？！微模块SPC实时容量全面展示可用位置搜索、预占、审核管理设备上架，U位信息和容量状态自动刷新趋势分析，进一步优化资源配置31XbrotherTechnologyCo.,LTD.Intel@DCM节能技术降低IT设备能耗IT设备直接节能技术：通过识别ghost服务器，直接节省闲置IT负载消耗的电力根据服务器入口/出口温度，创建精确、动态的3D热图，联动冷源解决过热或或冷问题集成Intel@DCM技术，设定IT设备节能模式共济监控管理服务系统对微模块内的Intel服务器进行全方位可视化管理32空调故障控制逻辑。平衡空调运行时间。制冷系统节能管理目录数据中心能耗分析绿色数据中心使用节能技术数据中心节能改造措施34信息采集节能控制报表报告气流管理改造设备改造其他手段老机房降低PUE的有效手段以智能管理为依托，以气流管理改造为主进行全方位节能改造，降低PUE老机房常见节能改造措施概览冷、热通道密闭可调高通孔率地板机柜级密封空调群控及下沉EC风机自然冷却室外机喷淋技术提高IT设备进风温度高效UPS高压直流36气流管理改造：对结构系统进行改造；设备改造：对制冷系统和末端系统改造；供配电系统改造辅助手段：提升IT设备进风温度，LED智能照明；节能改造

调整机柜摆放，形成面对面、背靠背的摆放机柜密封，如机柜未安装IT设备的U位安装盲板，侧方安装毛刷等机柜或架空地板内的线缆整理，避免线缆对气流形成阻碍冷或热通道密闭热通道上方设置导风管增加开孔地板通孔率………………气流管理常用手段气流管理TIA-942及国标对气流管理的建议盲板毛刷开孔地板等手段气流管理7、设备布置：（2）当机柜内或机架上的设备为前进风/后出风方式冷却时，机柜或机架的布置宜采用面对面、背对背的方式。机柜或机架面对面布置形成冷风通道，背对背布置形成热风通道。GB5017439机柜封闭机柜侧面采用钣金封板密封

；机柜支脚高度为35mm，如果机柜底部未作密封处理，部分冷气会从机柜底部与地板之间的间隙流失，可采用钣金封板密封

机柜上的U数未全部安装上服务器，部分冷气从此流失，采用盲板密封

机柜进出线孔采用毛刷密封机柜系统，结构密闭气流管理推荐设备机架的摆放方式为面对面，背靠背的方式，主要基于：绝大多数主设备散热的方式为前进风，后出风。面对面，背靠背的方式有利于形成相对独立的冷通道和热通道，从而可以极大的

提高制冷效率，改善制冷效果。 适用： 机房规划、设计、 改造面对面、背靠背摆放气流管理UPS气流管理冷通道密闭方案气流管理冷通道密闭方案优点冷热空气有效隔离，制冷负荷减少高热密度应用（6kw以上）既有机房的改造空调机不送风时，冷池可延长宕机时间挑战机房为热通道，温度相对较高需机柜列部署冷通道外不能有独立的IT设备UPS气流管理热通道密闭方案气流管理热通道密闭方案优点空调回风温度提高，空调效率高机房全为冷通道可不使用高架地板既有机房的改造挑战空调机不送风时，宕机时间短需机柜列部署额外的消防设计考量UPS气流管理烟囱式密封方案17垂直排风管系統优点密闭性可达95%机房全为冷通道可弹性部署高密度应用挑战垂直排风管对上走线的影响投资相对较高消防设计考量气流管理烟囱式密封方案热风导流风管为实现机柜服务器热负荷的精确回风，减少外部不相关的环境热负荷的干扰，实现机柜热负荷的精确传递。在机柜的热通道顶部增加热风回风导流风管，提高空调回风温度，提高空调制冷效率热气流回风管理，结构密闭气流管理可调高通风率地板对送风地板通风效果差、风阻大的机房，可将冷通道地板全部更换成可调型铝合金风口地板，降低风机负荷，增强送风效果

可调高通风率地板气流管理自然冷却设备，低温场景降低能耗设备改造室外温度低于15℃，即可使用；室外温度≤5℃，自然冷却设备承担100%自然冷却系统EER可达10（室外温度5℃，室内温度35℃），是精密空调能效的2倍，大幅降低PUE对制冷和末端系统进行改造，如更换空调室内机的风机为效率更高的直联EC后倾离心风机EC风机比AC风机的效率提升30%，单个风机功耗下降1kW！EC风机下沉到高架地板，风道阻力小，下沉应用后，同样的风量需求，风机的功耗可比没下沉的布置降低30%以上！采用EC风机，送风效率更高设备改造为室外机风冷冷凝器增加软水喷雾降温节能系统（夏天或南方地区）降低冷凝器的进风温度，提高冷凝器的换热效率，降低冷凝温度，进而降低压缩机的功耗，冷凝温度从55℃降低至46℃达9℃之多，机组的节能效率约为15%！空调室外机喷雾技术设备改造机房空调雾化冷凝控制系统安装在空调后的雾化器现场调试中的控制盒空调室外机喷雾技术设备改造高效UPS设备改造高效UPS：高频化，模块化，ECO模式以一个容量为300kVA的UPS为例,每度电按0.9元计算,UPS效率每提高1%,一年节省的电费为300×0.8×0.01×24×365×0.9=18921.6元2023/10/13高压直流设备改造240V/360V两种电压制式提高供电系统效率5-10％：减少变化级数，模块化设计，节能休眠提高供电系统可靠性：电池直接挂母线，拓扑更简单数据中心接受程度越来越高GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》，