建設(shè)高效節(jié)能機房的五大要領(lǐng)

　　未來幾年，中國數(shù)據(jù)中心將進入快速發(fā)展時期。預(yù)計5年內(nèi)對數(shù)據(jù)中心流量處理能力的需求將增加7~10倍，機房面積將翻倍。機房的高能耗不僅給企業(yè)帶來了沉重的負擔，也造成了全社會能源的巨大浪費。在此背景下，機房引入綠色信息技術(shù)理念，以建設(shè)高效節(jié)能機房為目標，將低碳經(jīng)濟、節(jié)能減排理念引入新機房建設(shè)，促進降低能耗水平，減少二氧化碳等溫室氣體的排放。

　　建設(shè)綠色節(jié)能機房應(yīng)符合五個原則:提高機房可靠性和可用性;可持續(xù)發(fā)展;響應(yīng)節(jié)能減排號召;實現(xiàn)機房高效管理;以人為本的機房環(huán)境。本文將從空間布局、空調(diào)、冷源、布線等方面討論綠色節(jié)能機房的建設(shè)。

　　空間布局注重節(jié)能高效。

　　一般高效節(jié)能機房布局應(yīng)考慮機房位置和設(shè)備布局、人流物流和出入口、防火和疏散、空調(diào)氣流組織等問題。綠色機房主要包括兩個含義:一是綠色節(jié)能;二是提高空間利用率。

　　一是節(jié)能。

　　通過優(yōu)化機房氣流組織，提高回風溫度，有助于提高空調(diào)效率，達到使機房更加綠色的目的。目前可采取的主要措施如下:

　　●建設(shè)冷熱通道;

　　●對于高功率密度的機柜，關(guān)閉冷熱通道;

　　●機柜中沒有設(shè)備的部分、電纜出入口、角軌、機柜和相鄰立柱之間關(guān)閉。

　　二是提高利用率。

　　在同一個機房空間內(nèi)容納更多的計算、存儲、交換、路由、配線等設(shè)備。綠色機房的合理布局可以對空間利用率產(chǎn)生很大影響。主要措施包括:

　　●使用更窄更適合的高密度機柜;

　　●使用更高的機柜(如47U)，結(jié)合頂部布線;

　　●用柜頂母線系統(tǒng)代替配電柜;

　　●冷通道關(guān)閉;

　　●機柜內(nèi)強弱電線路采用OU安裝設(shè)計。

　　空調(diào)器送風各有責任。

　　保持溫度和濕度的設(shè)計條件對高效節(jié)能機房的穩(wěn)定運行至關(guān)重要。如果機房環(huán)境不合適，會對數(shù)據(jù)處理和存儲產(chǎn)生負面影響，可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)運行錯誤、停機，甚至系統(tǒng)故障頻繁，完全關(guān)閉。負面影響包括:高溫、低溫或溫度快速波動、高濕度、低濕度。

　　所以機房一般采用恒溫恒濕精密空調(diào)。

　　(1)優(yōu)化空調(diào)送風方式。

　　目前，精密空調(diào)的典型送風方式包括下送風上回風和上送風下回風。下送風上回風有幾個明顯的優(yōu)點:

　　下部送風方式，可將強弱電線纜分層鋪設(shè)在機架上方，地面下部不走線，僅用于通風，既能保證機房防火安全，又能保證冷風遠程傳輸?shù)捻槙?

　　上風下回風的氣流組織不適合高熱IDC;

　　下風上回風的制冷效率更高。

　　二是空調(diào)送風路徑的優(yōu)化。

　　下風、上風的送風路徑一般從空調(diào)的下部出來，通過架空地板形成的靜壓箱，從通風地板向上流出，從機柜的正面吸入機柜，從機柜的后面流出，**返回空調(diào)的上風口。

　　此外，為了達到滿意的制冷效果，一方面需要根據(jù)機架的出風口面積和風量要求設(shè)定合適的出風壓力(即氣流的靜壓流速);此外，還需要根據(jù)機架的不同功率密度設(shè)置相應(yīng)的氣流控制措施:

　　●低功率密度(P≤4KW):可簡單采用下送風方式。在這種方式下，要求框架前方的有效出風口面積不小于框架截面的20%(約0.12m2)。當功率大于2KW且框架進風面積不能滿足時，建議在框架頂部安裝相當風量和風壓的風扇，以形成有效的氣流限制和熱交換條件。

　　●中功率密度(4千瓦)。

　　●高功率密度(10千瓦)。

　　三是空調(diào)設(shè)備的布置。

　　房間的形狀和設(shè)備熱負荷的分布狀況決定了機械室空調(diào)設(shè)備的**配置方式。機械室的空調(diào)設(shè)備可以設(shè)置在機械室的液冷散熱設(shè)備，應(yīng)考慮安裝在機房外，以防止冷卻劑泄漏對電子設(shè)備造成損壞。

　　機房空調(diào)設(shè)備的正面應(yīng)垂直于每排機器，并與熱通道對齊，使其與送風區(qū)域的排氣方向一致(如下圖所示)。這種設(shè)置可以將熱氣流回機房空調(diào)設(shè)備的路徑縮短到最短，以減少空氣流動，防止熱空氣返回空調(diào)時流入冷通道。向同一方向排氣可以防止鼓風機相向吹氣時地板下產(chǎn)生的死區(qū)。

　　對于長而窄的房間，機房空調(diào)設(shè)備安裝在周圍可以實現(xiàn)有效制冷。對于方形大房間，機房空調(diào)設(shè)備必須同時安裝在周圍和中心線上。

　　不同冷源的區(qū)別對待。

　　目前，在實際應(yīng)用的精密空調(diào)中，主要密空調(diào)、水冷精密空調(diào)、冷凍水冷精密空調(diào)和雙冷源精密空調(diào)。

　　以上四種空調(diào)制冷冷形式中，風冷機組使用最為普遍，因為風冷機組結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，擴展方便。但風冷機組由于安裝條件的限制，會有一定的使用限制，尤其是大型機房，占地面積大，管道長，容易導(dǎo)致風冷機組制冷效率降低，壓縮機能耗增加，制冷量可能降低，造成能源浪費。水冷機組和冷凍水冷機組沒有這個問題。熱交換介質(zhì)水的輸送由專用水泵進行，不會影響制冷系統(tǒng)的效率。另一方面，由于風冷機組和水冷機組都有自己的制冷系統(tǒng)，所以使用渦旋壓縮機的能效比有一定的限制，渦旋壓縮機的能效比在5左右，而大型冷凍水主機的螺桿或離心壓縮機的能效比可以達到6或更高。

　　機房布線強調(diào)低成本。

　　機房布線系統(tǒng)需要為機房關(guān)鍵信息技術(shù)設(shè)備提供可靠的連接，需要提供適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)運行的傳輸帶寬，需要支持網(wǎng)絡(luò)7×24小時連續(xù)運行。

　　對于機房綜合布線系統(tǒng)，綠色可以分為兩個方面:一是布線材料本身的要求;第二，通過節(jié)省布線系統(tǒng)的各個方面，減少整個大系統(tǒng)的消耗和排放。

　　(1)綠色布線材料。

　　就布線材料本身的綠色而言，由于機房內(nèi)不可避免地會有管理人員進出，因此布線產(chǎn)品的原材料選擇應(yīng)符合歐盟議會和歐盟委員會發(fā)布的《電氣和電子設(shè)備中限制使用一些有害物質(zhì)指令》(簡稱RoHS指令)的環(huán)保要求，以確保布線材料長期處于機房，不會發(fā)揮超標有毒有害氣體。

　　電纜材料的選擇應(yīng)采用低煙、無鹵、符合防火性能要求的產(chǎn)品。理想情況下，布線產(chǎn)品應(yīng)滿足以下三個要求:

　　●在一定時間段內(nèi)火災(zāi)現(xiàn)場的高溫下可以正常傳輸。

　　●防止火勢沿電纜蔓延，產(chǎn)生有毒有害氣體。

　　●避免腐蝕性氣體損壞電腦設(shè)備的連接器。

　　與此同時，機房內(nèi)廣泛使用光纖，光纖本身在材料上十分環(huán)保，但必須注意光纖護套的材料，與銅纜護套一樣，必須滿足ROHS的要求。

　　二是綠色布線系統(tǒng)。

　　因為機房必須使用有線系統(tǒng)作為通信的基礎(chǔ)，盡量減少綜合布線系統(tǒng)對散熱的影響是**的節(jié)能。具體包括以下五個方面:

　　電纜選擇:可以從兩個方面考慮。首先，更快的傳輸速度可以簡化網(wǎng)絡(luò)。減少布線系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備占用的空間。比如從1000Base-T升級到10GBase-T，傳輸電纜的尺寸只增加了15%，但傳輸速度快了10倍。因此，隨著10GBit/s的網(wǎng)絡(luò)標準成為主流，機房建議選擇性能適度提前的6A/EA雙絞線和50/125μm、850nm工作波長優(yōu)化多模光纜(OM3)。

　　可用指標用于衡量傳輸速度與能耗的關(guān)系:Power/Gbit/s是每個Gbit/s的流量消耗的能量。提高網(wǎng)速的另一個效果是可以降低單位Gbps的能耗。因此，使用更高的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度不僅可以節(jié)省空間，還可以大大節(jié)省能耗。

　　光纜和銅纜:光纖在傳輸距離和功耗上優(yōu)于銅纜。EPA指出，1KWh等于0.73kgCO2排放。假設(shè)機房的PU。