分析数据中心机房pue值偏高问题及解决方案

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1、分析数据中心机房PUE值偏高问题及解决方案　一、冷却成为数据中心最有价值计划　　随着电子信息系统机房IT设备高度的集成化，其能源效率偏差以及机房散热量日渐趋高的现象开始受到了各界强烈关注。　　据权威部门统计，我国高端服务器集中的通信行业耗电在2007年就已达到200亿度以上，信息产业俨然已经成为一个高能耗行业。而服务器又是现在数据中心机房的核心，并且24小时运行。以我国服务器保有量为200万台，按每台服务器平均功耗400瓦，每年的耗电总量约为80亿千瓦时。　　根据中国电信节能技术蓝皮书所载，一般机房内芯片级主设备1W

2、的功耗会导致总体耗电量达到2.68-2.84W，而其中机房空调冷却系统的耗电量约占机房总能耗的40%。由绿色网格组织（GreenGrid）所提出的电力效率指标PUE数值（PowerUsageEffectiveness）是通过计算机房的总能耗与所有IT主设备能耗的比值而得出的。故可估算上述机房的PUE值至少为2.68-2.84。由此推算，我国数据中心机房消耗到空调冷却系统的能量至少为84亿千瓦时。这也就意味着为服务器提供冷却的机房空调系统能耗大约能达到我国空调设备每年总能耗1/4！　　据称：Google公司的数据中心P

3、UE年平均值可以达到1.21，中国Hp的新一代数据中心体验中心机房夏季PUE值可以达到1.6-1.7。这一指标如何实现？　　据美国电力转换公司APC最近的统计数据显示，数据中心的冷却成本大约占总能源账单的50%。而国际组织UptimeInstitute指出，由于数据中心机房内气流不适当，用于冷却的冷空气有60%都浪费了；数据中心的过度冷却（overcooling）差不多达到实际需求的2倍，目前多数机房存在过度冷却问题，相应的机房空调机组耗能也比设计工况增加耗电50%以上，最终造成机房居高不下的高额运行费用。　　故此—

4、—优化数据中心冷却是排在第一位的最有价值的绿色计划！　　二、数据中心高效节能冷却解决方案　　由于现代电子信息系统机房中的空调负荷主要来自于计算机主机设备、外部辅助设备的发热量，其大约占到机房空调总负荷的80~97%；而在服务器、存储、网络等主设备中服务器的份额又大约占到设备散热量的80%。所以随着服务器集成密度的持续增高，服务器机柜设备区就成为了机房内主要的热岛区域。从机房基础架构而言，国家标准《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008规定：“当机柜或机架高度大于1.8m、设备热密度大、设备发热量大的电子信

5、息系统机房宜采用下送风空调系统。”而下送风空调系统是将抗静电活动地板下空间作为空调系统的送风静压箱，空调机组由通风地板向机柜、设备等热负荷送风。可是机房内空调冷却系统的送风按照流体力学伯努利原理所陈述的气流特性——“风速大的压力小”表明，受此特性制约的空气流会呈现靠近空调机组的通风地板出风量较小；又由于机房空调系统的靠近空调机组的前部通风地板已然输送出了一定的风量，后部的通风地板的送风量即会显现有所减少；而到了地板末端又相反；又因为现有数据中心机房面积为了规模效应而愈建越大，一般安置的机房空调机组的方式是长距离的气流

6、对吹，由此会出现在抗静电地板下产生风压相抵、通风地板送风量减小的现象。　　从以上分析可见将抗静电活动地板作为空调系统送风静压箱进行设计时，其参数选定的误差可能会很大，这必将导致机房投入运行时主设备运行的安全性、可靠性及机房整体能耗表现得差强人意。　　现代机房在设计空调冷却系统的送风气流时一般是参照设备发热量、机柜前后温差，以及地板高度和地板下有效断面积等因素，再按照空调机组送气量的30-40%来计算通风地板开口面积；并且规定用于机柜冷却的送风口必须能够提供大于机柜冷却所需的风量。理想状态下机房内活动地板下的送风风压按

7、照送风静压箱的设计模式姑且认定均匀风压为20Pa左右；机房通风地板送风风速按照国家标准要求取值3m/s；在实际应用中选用通风率（通风量）高达25%的通风地板，则当处于理想流体状态下的单个通风地板理论上可以供应的最大送风量约为500立方英尺/分钟（849.45m3/h）或是其能提供约3.125kw的制冷量。而现实运行中的机房通风地板最好的送风风速也就是1.5m/s；这就严重影响了空调系统的冷却效果，使机房空调、以致整个机房的能效偏低。　　由于现在机房服务器类负荷的最高散热量近年来已攀升至每机柜20KW以上；而原有地板下

8、送风机房精密空调系统理想送风状况下的机房单位面积最大供冷量为4KW/㎡（更大供冷量所配置的空调机组送风量也相应增大，其送风风压足以把地板给吹起来），已无法满足其需求；并直接制约着高集成度IT设备在电子信息系统机房行业内的推广应用。　　另外，现在IT行业服务器应用中普遍存在利用率低下的现象，从而引致现有的数据中心机房诸多能效问题。故IT行业多是采