| 摘要：本文结合功率密度和制冷技术的变化，把高密度机房分为三个等级，其中第一、二级为常规高密度机房，第三级为超常规高密度机房。文中提出用全模块化和能量逆向法作为高密度机房规划的基本思路。把常规高密度机房垂直分成六层，给出送风层和回风层高度与功率密度和送风距离的经验关系式。接着就机房节能进行整体性思考，并把机房节能分成设施层、主机房层、主机设备层和业务层等共四个层次，并就机房节能的评估做了初步分析。最后，本文还就常见的500平米标准高密度机房模块的规划设计以案例形式进行了探讨。 |
四、机房节能
对于机房节能，个人认为可以分为设施层、主机房层、主机设备层和业务层等共四个层次，这四个方面的有效工作均可以在机房节能中产生一定的效果。设施层节能要素主要有建筑保温、高效供配电系统、高效制冷系统、高效UPS系统等，这些均是提高机房能效比(PUE值)的重要部分。图2给出了平均PUE为2.17的12个被测数据中心的平均电力分配，可见制冷系统、UPS系统、照明及其它设施的电力总消耗超过服务器自身的电力消耗。如在我国北方地区采用自由节能的冷冻水空调机组、水冷却系统、双冷源精密空调等，南方地区使用河道、湖泊进行热交换，可以提高制冷系统效率。使用转换效率高的UPS系统，特别是低负载时转换效率较高高的UPS，对A级机房节能具有较明显的效果。
图2.12个被测数据中心的平均电力分配(LBNL,2007a)
(参见ASHREATC9.9专著：BestPracticesforDatacomFacilityEnergyEfficiency)
主机房层节能主要有高效气流组织、能满足设备散热要求的最佳温湿度环境。在高效气流组织方面，ASHREATC9.9建议采用冷热通道分离的布局，冷通道间距为7块标准地板。为实现更好的气流组织，也可以对冷通道或热通道做完全的封闭。热通道要避开建筑横梁的影响，冷通道可设在建筑横梁的正下方。为提高工作人员环境的舒适性，提高热通道的传输效率，建议通过在冷通道顶部加装阻燃玻璃盖层、两侧安装阻燃百叶竖条(便于工作人员应急逃生)即可。为进一步提高主机房的热交换效率，ASHREATC9.9推荐调整主机房的干球温度和湿度。2008年推荐环境温度为18－27℃，湿度为5.5℃的露点－69%相对湿度或15℃的露点。在推荐范围内，设定的冷通道环境温度越高，空调交换效率就越高，越节能。
图3.冷热通道布局及间距
主机设备层节能因素主要有配置高效服务器电源、使用调速风扇、减少无关器件、具备休眠与唤醒等。使用高效服务器电源可降低UPS后端电力谐波，提高功率因素；可提高交－直转换效率，降低电源自身消耗和发热。使用调速风扇可降低服务器轻负载时风扇的功耗。具备休眠与唤醒功能的服务器，可在服务器无业务时自动进入休眠状态，大大降低服务器功耗和制冷系统功耗。
业务层就是围绕节能，IT人员主动从事的业务迁移与调度。对于可迁移的业务，特别是具有全球性业务的机房，可根据时差进行有规律的业务迁移，以节约能耗。对于季节性、时效性较强的业务，可以通过合理调度，启用、关停服务器设备甚至机房模块以实现节能。评价一个机房节能，可以有不同的标准。如果不考虑主机设备层和业务层的节能，可以使用PUE的方法来度量机房的节能状况；如果包括主机设备层的节能，可以采用如MFlops/W的标准来度量机房的节能状况；如再包括业务层节能，可以采用产值/MWH来度量机房的节能。
由于业务需求不同，大型高密度机房不同模块之间的可用性级别可能存在差异，导致其支持设备配置存在显著差异；不同地区、不同季节、不同天气的瞬时PUE因气候原因可存在差异的；一些利于提高PUE的技术如自由空气节能具有明显的季节特性。以上原因，使得以月、日甚至分钟为单位测量的PUE值测量结果难以用于整体评估一个机房的节能情况。为更精确评估机房节能效果，建议以年度为单位、按可用性等级分别给予评价。考虑到水资源、气候因素的影响，可研究制订全国的自由空气节能和水冷却系统图，给全国的机房建设提供指导。
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