数据中心电气系统节能设计研究.doc

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1、数据中心电气系统节能设计研究摘要：数据中心建设中电气系统作为数据运行的可靠支撑，在各个系统中显得尤为重要。本文主要从数据中心机房电源系统、空调系统、等方面来探讨数据中心机房的节能设计问题。关键词：数据中心电气系统节能设计中图分类号：TU976+.1文献标识码：A文章编号：前言数据中心节能，电气系统是其中重要的一部分，同时需要装饰工程采取合理的保温、空间布局，地板高度要求，机柜合理布局，冷热通道物理分开，精密空调的区分设计、监控系统对能源系统进行检测等配合，同时也需要对高耗能服务器进行更新替换。总之，数据中心节能是一个综合的工程,需

2、要从总体考虑数据中心的节能环保。一、机房电源系统节能1电源系统设计方面的节能方案当前数据中心机房设备用电主要为交流电，交流电是由变压器和ATS开关所组成的UPS输入供电系统，UPS功耗约占数据中心机房所需总功耗的10%o数据中心机房直流供电替代交流供电，不仅能保证供电可靠性和电磁兼容还能提高能效比，但是目前该方案还缺少设备支持以及存在直流供电系统价格昂贵的问题。以下电源方案能很好的做到节能：(1)采用无变压器的UPS设备。目前有越来越多的厂商推出无变压器的UPS设备，可以让整机的效率提升至90%以上。传统的UPS的整机效率只有75

3、%~85%,但采用无变压器的机型，可以提升至90%以上，因此，选用无变压器的UPS可以更有效的运用电源，让每一度电都花费在系统运作上，进而降低电力的成本；选择模块化、可扩展的UPS设备。IT设备会随着企业业务的增加而扩增，当然企业在选购UPS设备上，为了达到备份与扩展性，都会选购大型的UPS设备，这会让UPS使用效率大都低于30%。当UPS负载率低于30%,能源的转换效率就会低于50%,造成电力的浪费；(3)机房的IT设备尽量选用220V的电力。处理器每花费1W的电力，实际上所消耗的电力大于1.5W,主要的原因在于电力输送和转换，

4、电力从机房的输入总配电箱送到每一个IT设备的零组件，需要经过多道的电力转换，每转换一次，就消耗掉一定的电力。2运行维护方面的节能方案在机房的运行维护上，一般变压器经济运行的负载率为30%,变压器负载率长期低于30%,可以考虑停掉其中一台；调整负载，均衡变压器的负载率也是一项重要的节电措施；另外，过多的谐波会严重影响供电系统电能质量，对现网运行相关设备产生危害，同时谐波通过在供电系统内流动发热，浪费电能，因此治理低压供电系统谐波也是设备运行维护应该注意的问题。二、机房空调系统节能1常用空调系统分类目前常用的空调系统有：集中空调冷水系

5、统+冷水型恒温恒湿空调、风冷恒温恒湿空调机系统和机柜模块式空调系统。第一种系统制冷能效比较高，系统整体的能效比一般可达4.0以上，适用于大型机房，系统的整体性能较好，可进行集中调控，缺点是需要单独设置制冷主机房。第二种系统适用于有室外机放置位置的通信机房，由于风冷恒温恒湿空调机不需接冷水管，所以可直接安装在通信机房内，安装设置比较灵活。第三种系统制冷效率较高，一定程度上能够解决大功率机柜的散热问题。在设计空调系统时要综合考虑多方因素，选择合适的系统。2机房空调节能措施分析空调系统占机房能耗的比例逐年增加，对一些数据机房的调研发现：

6、空调系统的电费支出占整个机房电费支出的45%左右。由于以下原因，空调系统长时间处于非满载运行状态：（1）通信设备对空调系统要求较高，设计时安全余量较大;（2）设备分期安装、分期投入运行，机房启用初期空置率较高;（3）空调系统的制冷量是用夏季空调计算温度计算而得，在其他季节，室外温度降低，制冷负荷变小。因此，机房的空调系统的节能潜力是比较大的。3机房空调节能技术首先，采用变频技术可实现对压缩机、水泵、风机等设备的无级调节，有利于空调系统的节能。变频式主机透过转速的改变，当机房需要较多的冷空气则强化转速，当机房有足够的冷气需求，则可降

7、低转速，达到省电的目的。在送风与散热模式上，采用水平式散热架构。传统的下吹式空调透过高架地板将冷空气送入机柜，但随着服务器所散发出来的热量越来越髙，传统的下吹式空调已经无法应付。水平式冷却系统，则是在数台机柜间，装置1台冷却机柜，冷空气并不是从高架地板送出，而是透过冷却机柜，将冷空气平行送至各机柜，由于冷空气气流路径较小，也提升空调效率，降低用电量。另外，可使用制冷主机群控系统来解决制冷主机和辅助制冷设施的运行台数随负荷季节变化的问题。对高密度、高散热量的机柜，采用纯水（或冷媒）冷机柜带走热量。过去1个机柜的总耗电量约为但随着服务

8、器效能的提升，1个机柜的总耗电量甚至可以达到14kW以上，传统的空调将无法因应高密度、高散热量的机柜。水冷套件只需要1/4的传统空调能耗，就可达到相同的制冷效果，进而节省空调的支出。相较于纯水，冷媒能交换的热量更多，也提升水冷套件的降温能力，更适合