数据中心机房节能减排技术研究与实践

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２ １年 第 ６ ・ ０１ 期
电信工程技术与标准化
电信工程技术与标准化
数据 中心 机房 节能减 排 技术研 究 与 实践
乔 栋
（ 中国移 动通 信 集 团 内 蒙古有 限公 司，呼 和 浩特 ０ ０ ２ ） １ ０ ０
摘 要 随着业务 的快速发展 ，电信运营商的系统建设也如火如荼 ，机房制冷和节 能减排 问题也逐渐成为制约企业发 展的重要问题 。本文从数据 中心机房面临的实际问题 出发，针对性地提出了解决机房制冷 ，实现节能减排的 技术方案，并从 内蒙移动的具体实践 出发 ，阐述该技术方案的价值和可推广性。
有的冷却系统 已不能满足要求 ，数据中心局部过热 问题 日益突出。在数据 中心的 电力能耗 中，Ｉ Ｔ设备、机房制 冷和电源设备分别为 ５ ４： 的关系 ，即服务器 、存储、 ： Ｉ 交换机 的电力消耗 占总能源消耗的 ５ ％，而机房制冷 电 ０ 力 消耗 占 ４ ％，ＵＰ ０ Ｓ等 电源 设备 耗 电 占 １％。另一 方 ０
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ＴＥＬＥｃｏ Ｍ ＥＮＧ ｜ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＴＥｃ ＨＮ ｜ ｃｓ ＡＮ Ｄ Ｓ Ｔ ＡＮ ＤＡ ＲＯＩ ＺＡＴ｜ Ｎ ｏ
一
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主要可包括以下几个方面。
统可以采集到机柜的实时温度。这样就可 以通过控制空
２１智能的动态精确制冷技术 ．
效隔离冷热通道，气流组织更为合理 ； 送风量和制冷量
都可 以按照机柜 的实 际需要分配，能够将冷 能精确分配 到需要的网络设备上 ，提高冷量使用效率，降低空调能
耗 ，达到绿色环保 ，节能减排 的目的。同时提高运营商
的Ｉ Ｔ运维水平 ，以支撑业务 的快速增长。
面 ，中国移动通信 集团公 司提 出绿色环保 的要求 ，要求
用铝合金定制成型，通过 自动控制器进行逻辑控 制通风
地板的开度 ，以调整通风地板总送风量 ，满足不同机柜
的散热风量需求。
根 据机 房 设 备 机 柜 的发 热 情 况，可 以根据 实 际 情况 定制不 同规格 的智能通 风地 板。按照设备 厂家的
图２ 调整 后 的数据 中心 热成 像 图
彻底解决机房过热和降低空调能耗的问题 。整个精确送 风系统主要 由两个部分组成 ，智能通风地板与机柜级控
制单元 （ 温度探测 、逻辑控 制系统） 。
２ ５ １智 能通风地 板 ．．
目前绝大部分设备采用前进冷风、后排热风的散热
方式，机柜基本上是前后全通风网：Ｉ设计 ，智能通风 ／＇ Ｌ－ ］ 地 板安装在每个设备机柜的正面网孔 门前部 ，送风器采
要求 和国外设计参 考，设 计智能通 风地板最 大通孔率 约 为 ５ ％，送 风 风速 约为 ２～ ３ ｓ ０ ｍ／ ，设 计 风量 约为
２ ２ 自动温控技术 ． 经过基于独立机柜的温度传感器 ，智能温度控制系
１ ０ｍ ｈ ５ ０ ／ 。风阀通过微 电脑控制器 的指令调节出风 比 例和出风速度，可以提供普通地板 ３ 倍的出风量。
通过对现有数据中心和新建数据 中心进行绿色节能的设
计 ，采 用一 些有效的节能措施 ，有望达到 ３ ０～ ４ ％的 ０
节能目标 ， 大大减少 电力资源浪费 ，同时提高制冷效率 ， 确保系统稳定高效运行。
收稿日期 ： ０１ ０ ２ｌ— ４ ６ １
作者简介 ： 乔栋 ： 移动通信集 团内蒙古有限公司业务支撑 系统部副总经理。 wenku.baidu.com国
加强对数据 中心的管理 ， 提倡节能减排 ，实现减本增效。
２ 数据 中心 节能 减 排技术
机房节能减排总体方向是通过机房环境 的电力节能 与减排 ，其重点是通过精确送风 、全视角监控管理等进
行 电能的调整 ，以达到节能减排的 目的。因此从机房环 境节 能减排技术的角度探讨 ，目前主流 的节能减排技术
关键 词
节能减排 ；精确送风 ； 精确制冷 ；自 动温控 ；数据 中 １ ２ ， Ｔ ９５ Ｎ １ 文 献标 识 码 Ａ 文 章编 号
中 图分类 号
１ 课题研 究 的背 景与 意义
随着 电信业务的快速发展 ，电信运营商的支撑系统 建设也如火如荼 。系统建设需要购买很多小 型机 、磁盘 阵列、交换机等设备，这 些设备对温度 要求较 高。随着
基于机柜级别散热的智能冷却系统。根据各个机柜 排风温度的变化，动态调节每个风 口的送风量，满足服 务器机柜不同的散热需求 ，避免局部温度过高。通过采
调和智能通风地板的开启度来调节冷 风的出风量来对温
度过高的机柜实行冷却。当达到冷却效果后 ，系统会 自 动恢复原始的节能设置。通过对机柜 温度实施掌控 ，使
冷却与制冷能更好 的根据数据 中心现场的实际需要进行 送风与制冷，以达到节约电能、节能减排 的目的。
用精确制冷技术，根据数据 中心现场的实际温度变化 ， 可控制空调的送风或回风温度设定点，从而提高空调设
备的效率 ，有效的节约 电能 ，达到节能减排的 目的。
图３ 自动温 控技 术
图１ 未 优 化前 数据 中心 热成 像 图
２ ３精确送风技术 ．
针对机房下送风方式，通过精密空调调整送风的温
图１ 显示的是未优化前的数据 中心热成像图，由上 图可见热 回风通道 已经显示足够高的温度 ，而冷送风通
度和风压，在每个机柜安装控 制单元 ，通过温度探测系 统来控制智能通风地板 ，调整单个机柜的送风量 ，达到
道的温度也很高 ，这时就需要对相应的设备布局 、空调 温度等进行相应调整，使整体数据 中心散热效果达到图 ２中所示的状态 ，同时有效的节约电能。
本课题针对普遍存在 的数据 中心高热密度机房局部
过热与节能减排 问题进行研究，并通过实践来探索这～
困扰数据中心健康发展的难题 。 结合现有节能减排技术， 针对运营商数据 中心特点 ，提 出精确分配冷量 、定点送
风 、合理组 织气流 等解决方案。通过该方案的实践 ，有
系统的建设和不断扩容 ，设备的密度不断增加 ，机房原