數(shù)據(jù)中心節(jié)能設(shè)計(jì)研究

時(shí)間:2022-02-12 09:41:08

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數(shù)據(jù)中心節(jié)能設(shè)計(jì)研究

當(dāng)前,很多企業(yè)都運(yùn)用數(shù)據(jù)中心自動(dòng)化運(yùn)維管理,在很大程度上提高了整體管理效率。因此,確保其持續(xù)穩(wěn)定發(fā)揮作用是十分重要的,其供配電系統(tǒng)需要保證運(yùn)行平穩(wěn),且利用先進(jìn)的技能措施來降低企業(yè)成本,對(duì)于提升企業(yè)運(yùn)維效率具有積極意義,是行業(yè)內(nèi)研究熱點(diǎn)。對(duì)此我們還要了解其節(jié)能措施面臨的問題,提出相應(yīng)的解決措施,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)節(jié)能化。

1數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)能耗現(xiàn)狀分析

在數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理中的供配電系統(tǒng)中,主要包含了電源系統(tǒng)、輔助設(shè)備等在內(nèi),其是以計(jì)算機(jī)為載體,以信息技術(shù)為依托的,是一種先進(jìn)的數(shù)據(jù)管理技術(shù)。在當(dāng)前隨著數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)的不斷升級(jí),其硬件設(shè)施也在不斷增多,導(dǎo)致耗電量持續(xù)攀升。在城市運(yùn)行中,數(shù)據(jù)中心電能耗能占據(jù)了很大比例,在一些發(fā)達(dá)城市的商業(yè)中心去,數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理電能消耗占到總體電能消耗的25%左右。此外,一些企業(yè)的規(guī)模比較大,但其數(shù)據(jù)中心仍然采用耗能巨大的UPS系統(tǒng),進(jìn)一步加重了數(shù)據(jù)中心的能耗負(fù)擔(dān)。當(dāng)前我國(guó)針對(duì)國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)的耗能情況和系統(tǒng)發(fā)展等,制定了相關(guān)的節(jié)能設(shè)計(jì)參照等級(jí)和標(biāo)準(zhǔn),不僅包含了計(jì)算站場(chǎng)地安全要求、供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)施規(guī)范,還包含了通用性用電設(shè)備設(shè)計(jì)準(zhǔn)則等。一般情況下,在進(jìn)行數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí),需要保證數(shù)據(jù)中心使用性能,且符合管理要求,并且要考慮到網(wǎng)絡(luò)中斷會(huì)造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響等。在明確設(shè)計(jì)機(jī)房等級(jí)的情況下,根據(jù)具體的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和選定的適宜供配電系統(tǒng),確保節(jié)能設(shè)計(jì)符合標(biāo)準(zhǔn)。

2數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)需求

在當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和精神文明建設(shè)發(fā)展良好的情況下,同時(shí)人們對(duì)綠色環(huán)保更加重視,在數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)中,必須要明確設(shè)計(jì)需求,才能保證節(jié)能設(shè)計(jì)符合實(shí)際要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。其設(shè)計(jì)需求主要是三方面的內(nèi)容:(1)在節(jié)能設(shè)計(jì)中,需要按照容錯(cuò)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)來配置相關(guān)設(shè)備,避免在數(shù)據(jù)中心的供配電系統(tǒng)運(yùn)行中,受外部電源終端、設(shè)備故障等因素影響而影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行;(2)設(shè)置不間斷電源系統(tǒng)時(shí),要按照2N標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配置,并且其采用的備用電池要保證其連續(xù)使用時(shí)間達(dá)到15分鐘以上;(3)選擇數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)內(nèi)后備電源,應(yīng)選擇柴油式發(fā)電機(jī),具體要根據(jù)實(shí)際情況來靈活切換。

3數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

3.1評(píng)價(jià)指標(biāo)。在數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)中,要關(guān)注其評(píng)價(jià)指標(biāo),具體可應(yīng)用PUE即電源使用效率,在供配電系統(tǒng)中為數(shù)據(jù)中心的工作者直觀展現(xiàn)電能消耗狀態(tài),提供供配電管理的指導(dǎo)依據(jù),其在數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用受到很大關(guān)注。3.2電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)主要有兩種,即高壓直流電供配電系統(tǒng)和交流供配電系統(tǒng)。當(dāng)前,很多企業(yè)的數(shù)據(jù)中心相關(guān)設(shè)備選擇時(shí),會(huì)采用大規(guī)模的服務(wù)器和小型機(jī),在其使用過程中,很容易出現(xiàn)電源不穩(wěn)定的情況,對(duì)網(wǎng)絡(luò)工作的安全性造成不良影響。因此在數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)中,要進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治?a href="http://www.eimio.cn/lunwen/gylw/jnsjlw/201902/691432.html" target="_blank">研究,選擇最佳的配置方案。3.3空調(diào)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在對(duì)空調(diào)配電系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí),要先了解數(shù)據(jù)中心供配電空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行特性,參考相關(guān)施工和驗(yàn)收規(guī)范、節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等,結(jié)合當(dāng)前空調(diào)配電系統(tǒng)的運(yùn)行特征來進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。(1)要控制好環(huán)境溫度,將系統(tǒng)內(nèi)部的溫度有效降低,在此狀態(tài)下使機(jī)柜可以進(jìn)行自然冷卻降溫。同時(shí)在這樣的冷卻環(huán)境中,受溫度影響空調(diào)自身的能量也會(huì)逐漸消散,是符合節(jié)能設(shè)計(jì)要求的。(2)經(jīng)過對(duì)封閉機(jī)柜柜門和送風(fēng)管的改造,將空調(diào)冷風(fēng)送到各個(gè)機(jī)柜,在對(duì)送風(fēng)風(fēng)壓和溫度進(jìn)行精密設(shè)計(jì)的情況下,各個(gè)機(jī)柜中的風(fēng)道閥門可以對(duì)送風(fēng)量進(jìn)行有效控制,使空調(diào)能耗有效降低。最后可在現(xiàn)有送風(fēng)口和送風(fēng)管道的基礎(chǔ)上,適當(dāng)加設(shè)風(fēng)口和風(fēng)管數(shù)量,實(shí)現(xiàn)將冷氣直接輸送到機(jī)柜門的上方。同時(shí)重新設(shè)計(jì)封閉式柜門,使其更加符合機(jī)柜相關(guān)要求。3.4照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)。當(dāng)前我國(guó)在數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)照明節(jié)能設(shè)計(jì)中,需遵循國(guó)家相關(guān)設(shè)計(jì)條例中,對(duì)各主要場(chǎng)所照明節(jié)能設(shè)計(jì)的規(guī)定,具體如表1所示。一般情況下,信息化機(jī)房?jī)?nèi)照明系統(tǒng)的照度需控制在500lx,其它輔助性區(qū)域要在300lx以上。在此基礎(chǔ)上選擇數(shù)據(jù)中心機(jī)房系統(tǒng)內(nèi)部照明裝置時(shí),適宜選用雙管格柵LED燈,且標(biāo)準(zhǔn)要符合場(chǎng)所具體需求。3.5模塊華UPS系統(tǒng)設(shè)計(jì)。當(dāng)前我國(guó)數(shù)據(jù)中心機(jī)房中的UPS是處于負(fù)載工況下的,而初級(jí)機(jī)房運(yùn)行中應(yīng)當(dāng)處于輕負(fù)載狀態(tài),因此其面臨的能源消耗是非常嚴(yán)峻的,并且還會(huì)涉及到一定的IPS故障、并機(jī)系統(tǒng)震蕩等問題。因此其節(jié)能設(shè)計(jì)需要從負(fù)載水平入手,積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)綠色休眠設(shè)備和技術(shù),對(duì)機(jī)房的負(fù)載水平科學(xué)控制,根據(jù)其負(fù)載來控制需要投入的UPS臺(tái)數(shù)。如果當(dāng)前滿足了冗余n+1供電,則多余的UPS會(huì)自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)當(dāng)中。3.6高壓直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)中,應(yīng)用高壓直流供電形式與UPS系統(tǒng)是不同的,在熱能減少和效率提高的情況下,其原有空調(diào)負(fù)荷會(huì)不斷降低,發(fā)揮出優(yōu)于UPS系統(tǒng)的節(jié)能效果。同時(shí),高壓直流供電模式下,可以省略逆變器環(huán)節(jié),只需采用控制轉(zhuǎn)換步驟的方法即可提升系統(tǒng)電能轉(zhuǎn)化的效果。對(duì)此,在數(shù)據(jù)機(jī)房實(shí)際設(shè)計(jì)中,建議采用240V的高壓直流供電模式,可實(shí)現(xiàn)持續(xù)性的不間斷供電,同時(shí)可降低能耗,取得良好的節(jié)能效果。

4結(jié)束語

在時(shí)展的過程中,我國(guó)數(shù)據(jù)中心也向著綠色環(huán)?;?、規(guī)模化和集中化的方向發(fā)展,在其供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)中要明確其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、等級(jí)和實(shí)際需求,對(duì)其節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行深入的分析研究,提升整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)水平,滿足其發(fā)展要求。

參考文獻(xiàn)

[1]胡傳振,陳鳳,簡(jiǎn)燦色等.數(shù)據(jù)中心供配電設(shè)計(jì)要素與典型架構(gòu)淺析[J].電信快報(bào),2018(09):33-38.

作者:王光榮 單位:黑龍江金勝科技發(fā)展有限公司