数据中心机房节能运行现状与问题分析

数据中心机房节能运行现状与问题分析
摘要：目前我国经济水平和科技水平快速发展，随着我国对节能减排工作的
重视，特别是节能减排政策的陆续出台，加强数据中心机房节能工作的重要性不
言而喻。

如生产的各类产品的参数数据、客户的信息数据等。

在国家节能减排和
绿色发展的前提下，应当重视对数据中心的改造，将节能技术应用在机房中，减
少能源消耗，进一步保证机房的稳定性和安全。

因此，企业需充分发挥自身优势，在机房中运用节能设备，并制定合理的管理制度，在促进机房节能减耗的同时，
保证机房稳定运行。

关键词：数据中心机房；节能降耗；有效措施
引言
低负载下数据中心节能与系统架构、设备选型等设计建设阶段规划密切相关，同时也与后期运行维护密切相关。

结合多年数据中心维护工作经验，提出从数据
中心冷热量理论分析，到建立数据中心能耗分层模型，再通过对动力与环境系统
生产数据精细化分析，找到并提出数据中心低负载情况下整体能耗优化调整思路
和节能方法，供数据中心运营管理者和运维人员共同探讨。

1数据中心选址
数据中心选址要符合GB50174-2017《数据中心设计规范》的各项规定，最好
选择在工业用地上按照工业建筑进行规划、设计、报建等。

在选址时，要对当地
的土地出让费、业务需求、用电需求、建设成本、城市规划等进行研究，结合供电、供水、道路、通信管道、排水、排污、气象、地质环境及电磁干扰等条件综
合考虑，进行综合比选分析。

数据中心的场地设计要满足功能、运营、管理、交通、分期发展等需求，因地制宜地合理安排各功能空间，做好园区总体规划布局。

场地设计主要考虑以下方面：功能完善、分区清晰、易于运营；交通组织规划合理，人流、车流与物流合理分流；内部道路宽度和承重满足使用要求；供电、给水、排水、供热及通信网络等管线规划合理。

2运行风险分析
按照人员、物资、运行环境和管理四个层面进行危险源的识别。

针对危险源
进行风险评估,从而确定重大特大风险。

依据技术、管理、防护和应急处置的顺
序组织制定相对完善的风险管控措施手段。

风险分析能够有效识别风险。

风险按
照严重程度分为三类：高级风险为无法承受的可能带来严重损失的风险，一旦发生，机房将无法在短时间内恢复到正常状态，会造成严重的损失。

中、低级风险
也会危害运行安全，但可能只会造成局部异常或形成安全隐患，属于可承受的并
且能够控制的运行风险。

高风险包括但不限于：机房发生火灾、机房大面积漏水、机房空调系统全部失效、核心设备故障停机、机房大面积停电、空调水系统爆管、整套柴发系统故障、核心网络线缆中断、人为破坏事故、人员伤亡、雷击导致供
电或网络通讯中断、发生严重电磁干扰等。

中风险包括但不限于：机房部分设备
发生火险、主要机房地面积水、消防系统失控、部分空调系统失效或失控、门禁
系统失控、机房照明系统失效、主要设备因故障停机、机房局部区域双路供电异常、单个机房空调系统故障停机、柴油发电机组故障停机、主/备网络线缆中断、严重操作失误、管理机构及责任缺失、规章制度不健全、局部设备损毁、发生雷击、鼠害损毁线缆、发生一般电磁干扰等。

3数据中心的节能减排技术
3.1机房布局排列
数据中心机房的布局是否符合要求，最重要的是确保通风和排风效果，且布
置合理。

机房内设备的体积和大小类似，可以采用通道式排列，这就要求风口位
置安排合理。

设置好一个出口风可以对应墙壁或者出风口，但是不可对应其他的
入风口。

入风口是用于带走机房热量的洞，若将出口风的热风送入到入风口，那
么不仅导致机房内热量持续上升，还会耗费大量的能源，出现热岛现象，导致耗
能的提升引起PUE升高。

3.2调整运行参数，达到最优能效
１）优化冷水机组运行模式。

数据中心投产初期通常上架率不高、上架设备
ＩＴ负载率不高，机房供冷需求低，无法达到冷水机组连续运行的最低负荷，可
以采用分时段开启冷水机组的办法将冷量存储在蓄冷罐中，并利用蓄冷罐对机房
进行释冷，确保冷水机组始终处于高效率的运行区间。

２）优化末端空调运行模式。

数据中心末端空调通常为Ｎ＋１模式，在低负
载时要实时关注各单台设备运行曲线，确保设备尽量处在最佳能效区间。

由于机
房内ＩＴ负载率不高，只运行单台１号末端空调按照９５％输出功率即可满足使用，各按５０％左右功率输出，实际测试整体能耗大约降低６％。

３）全系统联动。

以暖通系统为例，从逻辑上，整个暖通系统应能自控、可
手动控制，需要冷却系统、制冷系统、末端空调、通风地板、冷通道温湿度、客
户ＩＴ设备的整体联动。

数据中心行业应该纳入更多检测监控节点，并联合ＩＴ
设备厂家开放ＩＴ设备风扇等接口，纳入统一监控体系，通过全系统联动达到最
优节能。

当数据中心处于低负载、系统没有实现最优自动模型时，用人工调整代
替自动优化有时会更节能。

如在冷水机组提供冷水，室内温度较低时，可通过人
工减小通风地板开度，减少冷量的释放和浪费，联动冷水机组降低负载运行。

3.3基于物联网技术的设备资产管理
数据中心设备数量种类繁多，传统的资产管理系统会给每个设备贴上以条形
码和二维码为主要形式的标识，这样的做法有利于在工作中可以准确识别每台设
备的身份功效，但仍旧过分依赖于人，无法做到对设备的实时管理。

而利用基于iBeacon的电子标签，可以准确识别每台设备的身份，传统的资源管理系统在这
个过程实施时需要以人工的方式对这些具有标志的设备进行及时更新，并对设备
状态和信息进行记录，但物联网技术可以实现依靠智能巡检技术对这些设备进行
日常巡检和管理，实现脱离人工管理手段。

iBeacon技术在识别过程中可以完全
实现零接触，当设备贴好标签投入机房使用时，智能巡检设备就可以对设备数据
芯片进行识别，从而实现对机房设备设施的智慧管理。

在机房可视化页面，点击
机柜利用率按钮就可以用图形的方式显示当前机房内机柜的整个空间利用率。

具
体实现方式是根据机柜的高度，使用无背景线框把机柜位置描出来，然后设置一
个高度符合使用比例的立方块来显示各个机柜的利用率。

通过这样的方式，可以
快速判断新进服务器的安放位置、机柜的利用情况。

不同环境要求的节能技术也
不相同，应当根据技术规范来确定好可用方案，避免后续设备和节能方案不匹配。

同时应积极与设备厂家沟通，针对可能在购买和使用中出现的问题进行探讨分析，协商解决办法，最后签订双方都满意的合同。

数据机房建设和节能设备安装中，
应当确保和设计要求一致，确保工人的施工技术满足使用要求，避免出现问题后
再采取补救措施，耗费大量人力和物力。

加强对机房设备和节能设备的维护，要
定期进行检查，确保设备工作状态良好，为机房节能打好基础。

结语
对于数据中心智慧运维管理设计来说，目前尚处在一个初见起步的阶段，无
论是国外的技术研究还是国内的技术探索，都停留在理论知识多于实践应用的阶段。

国内外很多著名的设计院及专业机房建设公司都对数据中心智慧运维管理领
域展开了研究，但是对于智慧运维管理模式都没有形成完备的、成熟的框架，因
此本文通过对数据中心建筑智能化系统的建设与智慧运维管理的分析和讨论，为
机房智慧运维管理的发展和构建提供建设思路。

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