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空调系统节能基本方法盘点

来源:机房360 作者:小柯 更新时间:2010-6-2 14:25:16

摘要:可靠性和节能降耗是机房空调专业永恒的主题。节能是努力的重要方向,但节能也是有条件的,那就是必须把可靠性放在第一位,即要在保证通信系统安全运行、各种参数符合标准要求的前提下。

  机房是能耗的重头,就目前的机房整体运营情况而言,在节能环保方面还有更大的上升空间。机房节能一直是节能环保的关键环节,也已得到了行业内各方用户的普遍关注,与呈几何级数增长的能源消耗和IT设备扩充速度相比,节能环保工作还是面临着很大的压力。
  
  如今,在机房能耗方面存在的最大问题就是——配套设备成了“电老虎”。根据调查,在IDC机房中,单纯用在IT设备及服务器、存储、网络通信设备上的电力输入只占总消耗的50%。也就是说,当数据中心消耗了100度的电能时,用在IT设备和网络通信设备上的只有50度。能否顺应电信运营商数据中心密度的提升而实现有效的电能共赢,以及有效的冷却,这其实是影响电信运营商能耗的一个最关键环节。由于刀片服务器、虚拟化技术等被大规模应用,数据中心的密度也越来越高。空调的能耗已经占到了机房电能消耗的近40%。
  
  与此同时,可靠性和节能降耗也是机房空调专业永恒的主题。节能是努力的重要方向,但节能也是有条件的,那就是必须把可靠性放在第一位,即要在保证通信系统安全运行、各种参数符合标准要求的前提下。本文结合IDC机房的特点和机房专用空调的特点,对几个节能的方向进行探讨,仅供参考。
  
  一、减少设备发热量
  
  首先,我们来分析一下通信企业能源的消耗的构电能的消耗可以分为生产用电、营业用电和办公用电等,其中最主要的就是生产用电,图1所示为某电信企业生产用电构成比例。

  从图中可以看出节能工作不仅仅是动力专业的工作,作为通信配套的动力专业虽然努力在各环节中进行节能,但能耗的根源还是在通信设备的电耗。根据某公司比较权威的测算,通信设备1W的功耗,在DC-DC前级将达到1.39W,在变输电设备前达到1.65W,加上配套空调的能耗1.07W,总计2.72W。这就意味着,每降低1份的通信设备功耗,可以带来2.72倍的局端总功耗。由此可见,节能的源头还是在通信设备本身,只有解决根本性习题,才会真正产生可观的经济效益。

  随着IDC机房托管的服务器数量不断增加,供电负载己经不能满足服务器数目的需求,服务器用电量和机房空调用电由此产生冲突,导致有部分机房已经对功率大于180W左右的服务器拒绝供托管服务。虽然这一门槛设得有些高(很多服务器已经远远大于此标准),但也确实可以看出矛盾的突出。既要保持服务器的功能符合用户需求,又能减低服务器的功耗,是解决这一矛盾的最佳策略。服务器中最核心的部分就是CPU,通过市场测试数据,不同CPU平台的服务器在满载的情况下,功耗能相差近50W。
  
  如果以某500m2的机房为例,安装机架200个,每个机架装15台服务器,如果每台A服务器比B服务器的功耗低50W,那么整个机房的功耗将少150kW,这是一个非常惊人的数字。以制冷系数为3.5计算,平衡150kW的散热量所需要的空调制冷电功率为42.86kW.
  
  从这几个简单的数据可以看出,使用低功率服务器对于节能的作用非常大。如果IDC市场部门能够给予使用低功率服务器的客户一些优惠,这种节能将是一种双赢。
  
  二、合理控制室内温度参数
  
  长期以来,出于安全、节能等多方面考虑,对于机房温度设定应该偏上限值、下限值还是随季节调整,一直争议很大。由于我国地域辽阔,各地的情况不同,所以这个问题绝不能一概而论。但是机房温度提高,对于节能是有明显效果的,而且这种节能是不需要直接经济投入即有产出的。
  
  IDC机房空调的设定温度一般为21——25℃,个别机房空调温度控制得很低,甚至低在20℃,非常浪费能源,因此,合理设定机房空调的温度显得尤其重要。近期国外有报道称,随着服务器的功能的提升,IDC机房环境温度可以为28℃。查阅部分服务器的性能指标,机箱内温度在40℃以下是可以正常运行的。因此我们现行的较为严格的机房环境温度规定还是值得商榷的。在没有明确新标准前,我们比较合理的做法是在夏季将温度设定偏高些,冬季设定偏低些。
  
  合理提高机房设定温度有如下节能效果和优点:
  
  1、降低室内外传热温差,从而可降低因围护结构传热形成的空调负荷;
  
  2、可降低新风形成的空调负荷;
  
  3、空调的蒸发温度相应提高,制冷系数提高。可降低对电力高峰负荷的需求,节约用电量。
  
  实验证明,在不同室内温度情况下的节能效果也不同,在室内温度提高2℃时可以节能18%,提高4℃时节能更多。对于机房设定温度提高后的节能效果,虽然目前还没有非常权威的数据,但有提高1℃温度大约能节约空调耗电2%~5%的结论。

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