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跟著盤(pán)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量的敏捷增加、服務(wù)器數(shù)目的增長(zhǎng)，機(jī)房的面積及范圍也在一直擴(kuò)展，數(shù)據(jù)中央的能耗成本也迅速增添,并有趕超硬件本錢(qián)的趨勢(shì)。據(jù)威望機(jī)構(gòu)考察顯示，我國(guó)每年用于服務(wù)器的電源跟冷卻的總開(kāi)銷超過(guò)了20億美元。對(duì)已經(jīng)建成投產(chǎn)的數(shù)據(jù)核心，如何實(shí)現(xiàn)有效的節(jié)能改造，需要從多方面斟酌。本篇先容了數(shù)據(jù)中央基本設(shè)施節(jié)能改造的多少種重要解決方式。

一、設(shè)計(jì)一套機(jī)房整體監(jiān)控系統(tǒng)

IT設(shè)備負(fù)載變更曲線

從機(jī)房負(fù)荷和空調(diào)冷量配置來(lái)看，機(jī)房個(gè)別設(shè)計(jì)為N+X的安全運(yùn)行模式，但從全部機(jī)房IT設(shè)備布局來(lái)看，由于機(jī)房面積較大，考慮其輪回風(fēng)量及減少機(jī)房部分溫度逝世角等問(wèn)題,維諦空調(diào)全空氣空調(diào)系統(tǒng)對(duì)送風(fēng)溫差和送風(fēng)量都有一定要求。顯然，送風(fēng)量大、送風(fēng)溫差小可以使空調(diào)區(qū)域溫度均勻，即減少區(qū)域的溫度偏差，同時(shí)使得氣流分布比較穩(wěn)定。因此，當(dāng)溫濕度的控制精度高時(shí)，應(yīng)取比較大的送風(fēng)量和較小的送風(fēng)溫差。，及負(fù)載設(shè)備功耗的動(dòng)態(tài)變化，精密空調(diào)群無(wú)奈做到人為控制按照需求運(yùn)行，機(jī)房發(fā)燒質(zhì)變化無(wú)規(guī)律可以遵守，所有室內(nèi)風(fēng)機(jī)全速運(yùn)行,機(jī)房空調(diào)顧名思義其是一種專供機(jī)房使用的高精度空調(diào)，因其不但可以控制機(jī)房溫度，也可以同時(shí)控制濕度，因此也叫恒溫恒濕空調(diào)機(jī)房專用空調(diào)機(jī)，另因其對(duì)溫度、濕度控制的精度很高，亦稱機(jī)房精密空調(diào)。，壓縮機(jī)由每臺(tái)空調(diào)單獨(dú)依照本人的需求進(jìn)行掌握，此種運(yùn)行模式從運(yùn)行用度角度來(lái)說(shuō)是不經(jīng)濟(jì)節(jié)能的。假如強(qiáng)迫空調(diào)群中的冗余設(shè)備進(jìn)行關(guān)機(jī)運(yùn)行，由于機(jī)房氣流組織及溫度變化法則很難控制，人為控制空調(diào)的開(kāi)機(jī)與關(guān)機(jī)也很難做到機(jī)房平安，因此可能存在局部溫度不可控的景象。因此，機(jī)房精密空調(diào)群控対?rùn)C(jī)房節(jié)能起到至關(guān)主要的意思。

機(jī)房專用空調(diào)群控節(jié)能的思路是：在保障機(jī)房設(shè)備正常運(yùn)行的前提下，通過(guò)減少冗余空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)光，來(lái)降低整個(gè)機(jī)房的能耗，實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的備份/輪循功能、層疊功能、防止競(jìng)爭(zhēng)運(yùn)行功能、延時(shí)自啟動(dòng)功能。

聯(lián)合曙光自適應(yīng)集群功率與能耗監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)行精細(xì)空調(diào)集群集中管理，管理軟件依據(jù)CPU占領(lǐng)率計(jì)算每一排的服務(wù)器功耗，根據(jù)負(fù)載分布情況及精密空調(diào)散布情況準(zhǔn)確節(jié)制相應(yīng)地位空調(diào)的工作狀況，其中主要包含壓縮機(jī)的啟停和空調(diào)室內(nèi)機(jī)的風(fēng)扇啟停。精密空調(diào)通過(guò)RS485網(wǎng)絡(luò)與協(xié)定轉(zhuǎn)換器通訊，協(xié)議轉(zhuǎn)換器通過(guò)以太網(wǎng)與管理節(jié)點(diǎn)協(xié)同工作，這樣使不同廠家的精密空調(diào)(存在監(jiān)控功效)可以通過(guò)曙光尺度協(xié)議接口與治理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互每個(gè)服務(wù)器機(jī)柜內(nèi)裝置兩個(gè)無(wú)線溫濕度探頭，每排機(jī)柜形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)方法構(gòu)成一個(gè)溫濕度監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳至管理節(jié)點(diǎn)，造成雙層監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，在監(jiān)測(cè)到服務(wù)器到溫的時(shí)候，開(kāi)啟機(jī)房空調(diào)，在節(jié)能的同時(shí)確保設(shè)備保險(xiǎn)。

二、樹(shù)立機(jī)房散熱及氣流組織模型

由專業(yè)的散熱工程師利用計(jì)算流體能源學(xué)(CFD)技術(shù)，針對(duì)中心機(jī)房空調(diào)氣流組織特征的數(shù)值分析與模型試驗(yàn),深刻分析中心機(jī)房?jī)?nèi)部的氣流速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)分布,并在此基礎(chǔ)上得出公道的冷量調(diào)配設(shè)計(jì)方案,取得最佳的送回風(fēng)狀態(tài),滿足設(shè)備的散熱需要,同時(shí)使空調(diào)負(fù)荷降低,得到最優(yōu)冷量配置的效果。目前主要通airpak或fluent模擬軟件進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

機(jī)房CFD氣流組織模仿圖

三、針對(duì)機(jī)柜增添盲板

機(jī)房一部分機(jī)柜內(nèi)，因?yàn)樵O(shè)備數(shù)量較少，導(dǎo)致冷風(fēng)從機(jī)柜下部向長(zhǎng)進(jìn)入機(jī)柜后，很大一部門(mén)冷風(fēng)未經(jīng)由設(shè)備直接進(jìn)入機(jī)房?jī)?nèi)，這樣就導(dǎo)致了空調(diào)的送風(fēng)短路，使空調(diào)的制冷效率大大下降。

采用封堵風(fēng)道的方式減少風(fēng)的短路，提高空調(diào)的制冷效率,精密空調(diào)要求高的空調(diào)房間在建筑方面也有特殊的要求，以減少外界的擾量對(duì)空調(diào)房間的影響。我國(guó)規(guī)范對(duì)有精度要求的空調(diào)房間的外墻朝向、維護(hù)結(jié)構(gòu)最大傳熱系數(shù)、樓層等都有明確的規(guī)定。。詳細(xì)措施是在機(jī)柜內(nèi)不安裝設(shè)備的空間安裝盲板，使冷風(fēng)只能通過(guò)設(shè)備再送到機(jī)房?jī)?nèi)。

機(jī)柜增加盲板氣流組織示意

四、針對(duì)機(jī)柜安裝主動(dòng)送風(fēng)元件—ADU

傳統(tǒng)的地板下送風(fēng)空調(diào)因?yàn)樗惋L(fēng)間隔較長(zhǎng)，送風(fēng)效率低，因而會(huì)導(dǎo)致出風(fēng)口冷量及風(fēng)量不足，不能滿意設(shè)備散熱需求。

針對(duì)此種情況，在出風(fēng)口安裝主動(dòng)出風(fēng)裝置—ADU，ADU上裝有兩個(gè)或四個(gè)EC風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)可以根據(jù)機(jī)柜的負(fù)載情況進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)速。通過(guò)這種自動(dòng)送風(fēng)安裝，可以提高空調(diào)送風(fēng)效率，這樣就可以在知足制冷量及風(fēng)量的需要情況下，減少空調(diào)開(kāi)機(jī)的臺(tái)數(shù)，達(dá)到節(jié)能的效果。

機(jī)柜增加地板ADU氣流組織示意

ADU模塊效果

五、針對(duì)機(jī)柜進(jìn)行冷通道封鎖

傳統(tǒng)的地板下送風(fēng)形式的機(jī)房專用空調(diào)，屬于洋溢式送風(fēng)。這種形式輕易造成氣流短路及送風(fēng)量不夠的問(wèn)題，導(dǎo)致空調(diào)的制冷效率很低。

現(xiàn)可以采取冷通道關(guān)閉的情勢(shì)，將冷熱氣流彼此隔分開(kāi)來(lái)，避免氣流短路及冷熱風(fēng)相混雜，這樣可以大大進(jìn)步空調(diào)機(jī)的制冷效力，在可能滿意機(jī)房裝備畸形散熱的情形下，關(guān)掉一局部空調(diào)，這樣便能夠到達(dá)節(jié)能的后果。

六、機(jī)房添加新風(fēng)系統(tǒng)

目前很多大型的數(shù)據(jù)中心，利用新風(fēng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能計(jì)劃。機(jī)房?jī)?nèi)由于空間密閉，設(shè)備發(fā)熱量較大，精密空調(diào)需要全年24小時(shí)不間斷運(yùn)行，制冷、加濕工作時(shí)耗電量大。利用引入新風(fēng)和焓值控制技巧，可在春、秋、冬季引入室外低溫空氣，封閉精密空調(diào)，同時(shí)在保證溫度、濕度和機(jī)房干凈度的前提下，達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)。

七、針對(duì)機(jī)房精密空調(diào)進(jìn)行改造，使其具備做作冷卻功能—采用氟泵節(jié)能系統(tǒng)

傳統(tǒng)的地板下送風(fēng)機(jī)房空調(diào)，在冬季室外環(huán)境較低的時(shí)候，仍須要制冷，不能充足應(yīng)用室外天然冷源，節(jié)能效果較差。針對(duì)這種情況，可以針對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行改革進(jìn)級(jí)，在原有的空調(diào)體系上增加氟泵機(jī)組，通過(guò)把持系統(tǒng)，使其在冬季外界環(huán)境較低的時(shí)候，關(guān)掉壓縮機(jī)，開(kāi)啟氟泵系統(tǒng)進(jìn)行制冷，由于氟泵較空調(diào)緊縮機(jī)比擬耗能較少，所以以中神思房為例，進(jìn)行改造后，空調(diào)大概每年能節(jié)儉20%的電能耗費(fèi)。

氟泵空調(diào)系統(tǒng)原理圖

綜合以上幾種節(jié)能改造辦法，對(duì)于老舊數(shù)據(jù)中心就地取材、發(fā)明問(wèn)題，剖析出最適當(dāng)?shù)脑敿?xì)解決辦法，并通過(guò)高智能化的監(jiān)控和精致化管理保護(hù)，在保障高可用性和高牢靠性的條件下，最大化實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心思房能耗的節(jié)能優(yōu)化。