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世纪互联姜俊海:数据中心空调系统的节能与运营

来源:机房360 作者:Randy编辑 更新时间:2012-4-19 14:41:32

摘要:由国家发展和改革委员会、工业和信息化部、中国信息协会作为指导单位,中国数据中心产业发展联盟主办的2012中国数据中心产业发展大会暨IDC产业展示与资源洽谈交易大会于4月17日在北京国家会议中心召开。世纪互联的姜俊海做主题演讲,以下是全文实录:

  姜俊海:各位朋友大家好。中国整个气候分布,分五个区域,严寒、寒冷、夏热、冬冷等,选择气候条件比较适宜的去,严寒地区和寒冷地区比较适宜。我选在中国五个气候分布带五个城市做了一个对比,哈尔滨年平均温度达到3.6度,北京11.6度,上海11.7,广州越来越高了,选择哪种制冷形式,极端严寒特区可能采取风冷的系统,你采取冷却塔开式,闭式,都会带来结冰的问题,不光是水还有管道都涉及到,哈尔滨地区采用风冷系统比较好。后面我们做了一个计算,我们计算基于在这些城市每一年天气预报做了计算,采用风冷系统,水冷系统。辅助制冷,环境对机房送回来的热水可以使用。我们对选址这块提出一个问题,比如说是不是特别寒冷地区适合,我们看到漠河市出现零下50度,我们认为数据中心极端温度不要太低,不超过零下10更好,维持低温的时间越长越好。我们做了一个测算,我们做了预测,这个数据中心建成前半年你的50%达到数据中心设计的15%,420千瓦乘15%,大概是600千瓦左右这样的负荷逐年递增我们做了一个测算,5年可以收回。我们有千万的辅助系统。
  
  第二部分我介绍一下常用的制冷形式,一个室内机一个室外机的方式,五年前的中国大部分都是这样的方式由于数据中心规模越来越大,我们无法用风冷式空调进行,我们必须用冷却塔,这种智能量很大,它适合特别中大型的数据中心,大型数据中心必须用水冷,我看到一个数据中心有八层高,采用风冷空调,借助阳台,阳台摆的都是风冷式的使用机,我们四月份发现这个机房已经温度很高,你发现它比环境的温度高15度,四月份已经进入到六月份七月份天气,水冷解决这个问题。这一块我们讲一般的系统,一个系统做到优化节能,你首先从设备要节能,你要选择节能性的设备,利用自然资源,有非常优化的控制系统。我们比较一个离心式机组,这个机组需要变频,把定频和变频做对比,数据中心经常出现低负荷运行,实际上你会发现你都达不到满负荷,比满负荷低很多,变频机组带来很大的优势,这个条件在冷却是25、30度。那么第二点我们讲正个系统里面有水泵,大型数据中心水泵也很大,这个水泵变频调速控制节能比较风险,这个在别的行业早就用了,实现水泵变频我们要注意解决一个问题。世纪互联我们在所有的机房建议,水冷空调配置二通阀,不能配制三通阀,当水泵送到远距离空调,可能没有进入空调留回机组,形成无效的传送,水泵跟流量需要去做控制。冷却塔也是耗电,这是关于室内空调。水冷机空调里面有两种产品,一种是交流调机,电子调风的机器,两白EC的风机,只有4.5千瓦,我们从这看出EC风机的优势了。
  
  夏季天气比较热,压缩机起作用,对数据中心回来的热水进行制冷,就是室外的环境温度足以低,可以把水冷却。还有一种制冷方式就是风冷方式,当室外环境温度低到一定温度,可以对冷热水做出贡献,三开阀打开,从空调回来的热水,经过水的盘管,利用自然风对水进行降温,然后进到机组进一步处理。刚才那种形势选择的是风冷式机组自带,这种方式有一个优点,干冷器给你需要加大面积。这是利用室外新风制冷的,采用新风制冷的方式。国内已经有厂商提供这种设备,这种设备用于小型机房使用,室外空气进来,经过过滤加湿处理送到机房里面去。这个系统是适用于小机房,没有大型的设备出来。在国外现在采用的系统,就是把室外的新风,也是和室内热风混合,经过过滤加湿送到传输数据中心,这些传输数据中心进行控制,根据室外风量要排出多少风量等。这个采用新风制冷,一排墙是过滤网,实际上这个机房像我们最早专业化标准的东西,是定制化的东西了。
  
  这是在整个数据中心里面要实现很好的节能效果有一个完全的控制系统,这个控制系统实现很多的功能,比如说你要测试室外的温度,你要预测未来几个小时,你要切换、要测量冷却水的温度,达到最佳的节能,怎么样开启冷却塔的风机,包括冷却水水泵的转速流量,也要做很多控制。控制系统要做好,首先有几个问题,我们控制目标是使整个系统总功率最低,控制条件我们有一个安全的边境条件,水泵的变频,不是说一个水泵的频率从1HZ到5HZ有一个低线,所以水泵频率变频是有安全值的。不能流量过低停机,节能不能影响安全,所有冷机都有安全温度,大多数冷机可能出现重大问题,这时候你要控制温度。对于控制对象来讲,我们制定合理的运行模式,如果到机房一体,到机柜区,我们开哪几个空调,开几台空调,同时开几台冷热机组,运营在什么时间段,都要做一些精确的控制,比较合理的算法,这个算法比较难摸索,数据中心第一个是说,数据中心的负载率是逐渐的增加的,你很难从零的负载到100负载,你很难变化。我们讲机柜设计,实际上我们目前传统数据中心,地板下送风,地板上回风,机柜面对面,背对背的方式,冷热通道的方式。不要低于750毫米的高度。我们提到对温度的理解,在美国942标准里明确的指出机房的测量点是机柜进风口,每到三到5设测量点。这个标准有提到从25度到27度,提高温度都会节能,我做过测试,我们把服务器从22度一直往高提,你提到28度,你会发现服务器的耗量量增加,服务器内部的风机转速,耗量加大,提高进风温度并不节能,温度在27度左右。关于冷热道测的点问题,机房很多不管设计和测量点,很多把温度测量点放在热通道,你很难满足20度25度的限制,满足25度,证明机房很不节能,我们都是用回风温度进行控制的,回风温度定在24度,造成整个机房过冷,我们很多人员凭自己感觉,觉得机房太热,服务器承受不了,一味的降低温度。关于机柜气流组织设计,我们觉得要做很多工作。PUE降到现在1.6,我们世纪互联做到1.6,这个细节完成的,功夫像考试一样,60分到80分容易提高,同95到100分很难,我们在一个机房建成以后,我们首先是封闭冷热通道,避免冷热无效短路这块,一个机房你运营首先发现机柜空的,首先把风堵起来。我们习惯用拖板,拖板同样会短路,地板会开孔往机房走险,这是漏风很大,很多机柜做的不合理,机柜的安装服务器的立柱和机柜侧板有一个缝隙,这是设计细小的地方没有做到的。如果做到整个机房的合理性,我们说地板有一定高度,同时地板要畅通,减少气流阻力,这样风机效率提高。运行中的节能管理,你数据中心设计功率会很低,数据中心每个机柜达到4千瓦,大部分出现部分符合,机柜上下速度,我们发现一个机房建成之后你销售很快,你用户买了三百个机柜以后,我这个月安装几个机柜,下个月安装几个机柜,也会出现偏差。
  
  怎么提高部分符合的效率,就是说我们比较的还是空调,开起五台EC的空调是24.8千瓦,开启五台UPS空调是30千瓦,有可能多开空调是节能,我们发现一个机柜机,大概五千平方米,机柜装完跟两个月以后装第二个机柜,空调向整个机房送风,产生很大损失,你可以在地板上拉一条布挡起来,让冷空气沿着一个空间流动。第三条对整个控制系统,整个做一个非常合理,全面的监控,有一个很好的控制策略,和控制算法,保证系统最佳的运行状态。如果把冷冻水提高0.6度,冷水机组效率1%一3%,现在有机房做到11度,17度回水。同样提高服务器送风温度,同时提高了服务器的回风温度,之间的差别是15到12度左右。第三条我们讲到湿度设定,我们很多机房出现不断的加湿和除湿,有些人没有经验设定回风24度,湿度50%,一年四季不变,这个做法错误,应该和季度走,我们在夏季湿度比较高,设定60%,减少除湿,我们冬季湿度很低我们设定40%,减少加湿,从这达成一个节能的问题。我提出几个问题,根据我理解做一个解释,机房用多少合适,服务器手册一般写10度到35度,很多服务器到28度的时候,保护性宕机,机房温度按照国家标准是20度到25度,我们说23度。地板高多少合适?讲到地板高度尽量高一些,目前我们做90公分高。封闭冷通道好还是封闭热通道好?我感觉差不多,我个人认为封闭冷风道好,封闭热通道对消防逃生也有影响。选用风冷还是水冷机组,我个人风冷适合中小型数据中心,适合缺水地区,适合极度严寒地区,水冷适合水资源丰富,可能情况选水冷,对环境有一定影响,我们知道冷却塔蒸发过程中社蒸发,冷却塔保证里面不产生细菌,我们冷却塔要采用化学处理,这个水没过一天排放水,水的浓度会发生变化,这个水的排放对环境有影响的。第五条我们说中水能不能做冷却水,我做大项目的测量,大概你有60万千万的IT设备,那么你消耗的中水蒸发,相当于有20平方公里的中水区,你在湖边生活,我认为中水会产生这个问题,我觉得中水不太适合做冷却水,你常年生活在水的蒸发里面我觉得有问题。好,我就介绍这些,谢谢大家!
  
  责任编辑:Randy

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