绿色数据中心机房节能技术选用与实施方案研究

绿色数据中心机房节能技术选用与实施方案研究

摘要：空调系统的能耗主要基于自然冷源、智能冷却和机柜冷却。本文主要分析了降低数据中心能耗的节能措施，对使用节能电器降低空调的能耗进行探讨，介绍了能源管理对机房能源管理的影响，旨在为相关工作者提供有效的指导帮助。地面冷却和高效照明系统对计算机空间能耗的影响较大，因此应采取严格的节能措施，降低数据中心的能耗，为建立环保节能的数据中心提供指导。

关键词：绿色数据中心机房；节能技术选用；实施方案；分析研究

人类已进入信息时代，信息通信技术发展迅速。因此，社会对ISP更新和升级设备提出了更高的要求，以适应更高的信息交换率和容量。如今，互联网正进入“云计算”时代，“云计算”的问题是能源消耗，这逐渐成为阻碍“云计算”发展的核心问题。因此，分析数据中心绿色节能技术具有积极的现实意义。

1分析绿色数据中心节能的必要性

中国现在是世界第二大能源消费国，据统计，数据中心的能耗占整个IT产品的总功耗的40%。因此，抓好节能减排和低碳环保势在必行。绿色数据中心是指整个数据中心生命周期中最大的内容量。它可以节省资源、保护环境、减少污染，并提供自然、可靠、安全、完整和高效的数据中心。据统计，国外先进机房的PUE能达到1.2，而我国平均PUE不超过2.0。从中可以看出，数据中心在能源

效率方面与国外存在较大差距。因此，数据中心面临着能源管理中的能耗问题。大消耗、低能效、高成本等与不符合现在社会的需求。

2实现绿色数据中心的主要措施

2.1降低IT设备能耗

IT设备是数据中心中最耗能的用户。选择节能的IT设备是数据中心最重要的节能方法。主要从以下角度考虑IT设备的节能：

2.1.1设备的选择

首先，根据需求购买扩展设备，结合数据中心建设标准，选择扩展能力强的设备。其次优先考虑在相同性能条件下的具有高散热、体积小、重量轻、噪声低且易于安装的设备。在选择方面，建议使用低功耗的CPU核心处理器、高效电源、动态冷却的设备，该设备应能动态调整系统组件（CPU、硬盘、休眠设备）以适应系统运行和充电状态的要求，并支持任务栏线路的同步和智能端接，以达到理想的减少消耗的效果。

2.1.2设备的使用

在保证数据中心安全的情况下，工作人员要最大程度地利用设备，提高设备利用率。例如，根据数据中心的大小，适当配置和维护终端，网络管理服务器和其他设备。为计算，存储和网络数据中心考虑不同的网络资源，使用松散耦合的体系结构来配置不同的资

源，并实现资源共享。可以灵活地增加或减少某些资源类型的比例，优化资源配置，满足优化配置的要求。

服务器虚拟化技术是指多个逻辑服务器同时在一台服务器上运行，每个逻辑服务器可以运行不同的操作系统。应用程序可以在不同的区域运行而无需交互，这能够提高服务器的使用率。通过使用服务器虚拟化技术，根据现有应用程序服务类型在多个虚拟机服务器上运行，可以科学合理地规划和集成现有服务器资源，从而有效减少服务器消耗的数量和功率密度，减少数据中心空间并使用动态分配，灵活的资源规划可以提高资源利用率，适应不断变化的应用服务资源需求。

2.1.3设备配置和维护

为了达到良好的节能降耗效果，在设备和维护保养中应遵循以下原则：机架的一部分应满足冷热区的总体布局要求；根据机房相应的制冷量，进、排风设备应保持一致；适当规划设备配置，机架性能应尽可能统一，以避免局部出现过热；单个机架的功耗不超过机房机架设计的平均功耗。如果机架的功耗不同且难以调整，则应将机架安装在设备出风口附近，并在设备之间安装挡风玻璃，以免冷热空气流通。

2.2降低空调系统能耗

降低数据中心的Pue应着重减少数据中心的支持基础设施，特别是数据中心空调的总能耗，数据库中的大量热量输出通过改善制冷效果，直接影响系统的能耗。

2.2.1改善气流组织

研究表明，在设计较差的数据中心中，空调送风不合理，会造成能源浪费。冷风分配中心的数据隔离是改善冷风分配中心数据的有效途径。冷空气通过光纤送至冷通道，冷通道带走设备产生的热量，然后设置备用出风口排热通道，空调出风口通道通常布置在热通道中。这种布置将冷热空气分开，在一定程度上减少冷热空气的混合，并提高冷却效率。根据空气分布的数值模拟分析表明，即使热风管和冷气管相互隔离，也会发生一定量的冷热空气混合，为了避免出现这一状况，冷通道需要提前关闭，以避免冷暖空气混合。冷通道的优点是相邻机柜更灵活的共享冷却能力。相关研究表明，关闭冷通道风机可使内风扇的风量减少30%节省约2/3的功率。关闭热通道后，风扇的通风量可降低12.5％，从而节省大约三分之一的能源。另外，安装风挡窗是改善气流分布的有效方法。它可以有效防止热空气泄漏，并防止冷热空气循环。

2.2.2采用自然冷源

在年温度长期低于数据中心内部温度的地区，使用自然冷却源是最有效的节能措施之一。在我国，夏季炎热和冬季寒冷以及气候温和的地区是使用自然冷源的前提条件。当室外温度较低时，自然冷源可以是数据中心空间本身设定的温度。当前，有多种使用自然冷却源的方法，分为直接自然冷却，间接自然冷却以及自然冷却和蒸汽压缩的组合。直接自然冷却会影响计算机机房中的空气质量。间接自然冷却主要通过热交换器实现，风扇的风阻大，能耗高。但

是，自然冷源和蒸汽压缩的结合不会影响室内空气质量和风扇的能耗。

2.3 优化能耗管理系统

数据中心能耗监测和智能节能控制技术，通过各种仪表和软件采集前端基础设施和能耗设备的相关信息。数据分析分为系统级和设备能效标识级，并进行同比和序列分析。以上海数据中心为例，构建了基于pue算法的综合数据中心底层集中监控系统，并集成了基于流量统计数据的模块级pue算法，可以实时、动态地显示机房各模块的值优化后可实现精确测量。通过该平台，维护人员可以实时监控机房的pue情况、冷池系统的运行状态、单柜的耗电量，如发现异常，维修人员可立即与专业单位进行处理。

2.4其他节能措施

数据中心的供气温度低，在使用地面送风时，如果地面或地面上没有有效的冷却措施，则会浪费传热和冷却能力。因此无论地面需要配备冷却设备，以减少制冷量的浪费。在机房的照明系统中都将是一种高效的照明系统和一种智能化的灯光结合使用，采用智能系统，能够实现对城市数据的实时处理。在数据中心中，一是通过输入有效的采样、模式识别，二是将专业知识与数据科学相结合，建立人的智能与机器智能的联系，处理城市复杂的运行规律。通过迭代进化和连续优化来提高智能算法效率，并提高数据选择的效率。

3 结束语