绿色数据中心节能技术交流_20141110

数据机房节能需要端到端考虑
节能基本观点：
•IT设备节能是机房节能的基础，采用低能耗主设备是最重要的机房节能措施 •空调设备节能是机房基础设施节能的关键。采用高能效空调系统是机房节能的关键 •供电系统节能是机房节能不可缺的要素。采用高效率的供电系统是机房节能要素
分析各环节耗电情况，并制定节能策略
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效率高：240V高压直流配合市电直供机柜，市电正常 时市电直供效率为100%，高压直流系统供电时效率高 达96%，总效率98% 可靠性高： 240V高压直流系统整流模块N+1冗余配置， 电池系统可提供不间断的供电保护 智能监控： 智能电量仪及高压直流监控模块实现7×24 不间断监控电源参数；配合机房监控系统实现能耗管 理功能 易于维护：整流模块支持热拔插
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冷通道密闭方案
气流管理
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冷通道密闭方案
优点 冷热空气有效隔离，制冷负荷减少
气流管理
高热密度应用（6kw以上）
既有机房的改造 空调机不送风时，冷池可延长宕机时间
挑战 机房为热通道，温度相对较高 需机柜列部署 冷通道外不能有独立的IT设备
PLF(供配电能效因子)=供电系统能耗/IT设备能耗
ALF(照明等辅助设施能效因子) =辅助系统能耗/IT设备能耗
PUE=1.6-2.5，与环境有关，也与能耗是否合理有关 ,表明机房除主设备外其他动力系统和环境调节系 统能耗在总能耗中比例，数值越小越好
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节能改造
气流管理改造：对结构系统进行改造； 设备改造：对制冷系统和末端系统改造；供配电系统改造 辅助手段：提升IT设备进风温度，LED智能照明；
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气流管理常用手段
调整机柜摆放，形成面对面、背靠背的摆放
机柜封闭
机柜侧面采用钣金封板密封 ；
气流管理
机柜支脚高度为35mm，如果机柜底部未作密封处理，部分冷气会从机柜底部与地板 之间的间隙流失，可采用钣金封板密封
机柜上的U数未全部安装上服务器，部分冷气从此流失，采用盲板密封 机柜进出线孔采用毛刷密封
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供电系统节能措施
高压直流
高压直流技术突出特点： 高压直流电能变换级数减少； 功率因数高>0.99； 电池直接挂在输出母排上； 模块化设计，N+X冗余，提高可靠性 并机简单，可靠性高。 Xbrother Technology Co.,LTD.
设备能耗分析 能耗趋势分析 PUE统计分析 输出改进方案
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高精度测量设备、标准化测量流程
准确监测
± 1.5%
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多角度，全方位对比能耗KPI
显示对标
在连续时间内测量PUE，PUE与IT设备、气候（温度、湿度）、时间等因素 因素相关
趋势分析，进一步优化 资源配置
可用位置搜索、 预占、审核管理
设备上架，U位信息和 容量状态自动刷新
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Intel@DCM 节能技术降低IT设备能耗
IT设备直接节能技术：
共济监控管理服务系统对微模块内的Intel服 务器进行全方位可视化管理
空调群控技术：空调分区管理 自动增减空调 空调温度自动设定 空调故障切换 平衡空调运作时间
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提高送风温度
GB50174 2014版正在修订，大幅提高送风温度及范围
环境要求 开机时主机房温度 开机时主机房相对湿度 停机时主机房温度 停机时主机房相对湿度 温度变化率 辅助区温度、相对湿度 UPS电池室温度 40%~ 70% ＜5℃/h A级、B级 23±1℃ 40%~ 55% 5~35℃ 20%~80% ＜10℃/h C级 18~28℃ 35%~75%
管理节能
制冷系统
可调地板 变频压缩机、风机
准备监测、显示 对标、分析改进
幽灵服务器 容量管理、空调 管理。。。
能效管理系统
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数据中心节能
设备篇
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供电系统节能措施
高效UPS
技术突出特点： THDi <3%； 功率因数高>0.9； 效率96%，能量损耗减少50% 模块与机柜间采用热插拔技术， UPS模块可以在线加入、在线 拔出，实 现“零”检修时间
电源 7.8% 配电 照明及其他 0.8% 0.8%
一个典型数据中心机房实测能耗比例
除主设备之外 • 制冷系统耗电量最大 • 电源本身能耗（效率）也成为能耗一个关键因素
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数据机房IT设备能耗分析
IT设备处理器每消耗1W电，机房整体能耗 2.84W
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目录
数据中心能耗分析
绿色数据中心实用节能技术
数据中心节能改造措施
数据机房整体能耗分布
影响因子
•机房密封 •机房布局及气流组织 •空调能效 •多台空调协调及避免竞争运行 •自然冷源利用 •空调保养：清洁、添加剂等
制冷系统 34.5%
主设备 53.3%
•电源能耗：效率、谐波、功率因数等 •供电模式、负载情况 •电压制式 •能量监控 •能量调度 •服务器机柜通风及散热性能
数据中心节能
管理篇
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如何进行有效的能效管理？
能耗管理 “三步走”
准确监测
显示对标
分析改进
主设备能耗采集 空调能耗采集 . 配电/照明能耗采集 环境温湿度采集 数据上传
与行业标准对比 PUE值 改造1.79/新建1.5 碳排放指标 显示对标
通过识别ghost服务器，直接节省闲置IT负载 消耗的电力
根据服务器入口/出口温度，创建精确、动态 的3D热图，联动冷源解决过热或或冷问题 集成Intel@DCM技术，设定IT设备节能模式
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通道遏制
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
底座
泊位
烟感 温湿度传感器
摄像头
红外探测器
门禁 封闭冷通道
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环境节能—制冷系统
冷通道隔离+列间空调，隔绝冷热气流混合， 降低冷量损失，冷空气利用率提高15-20%
列间空调
先进的能耗管理功能： 智能化空调群控技术：合理控制空调加热制冷状态，降低能耗10% 根据长期运行状态优化能耗控制模式，按客户需求设定经济模式 （高送风温度）、安全模式
气流管理
机柜密封，如机柜未安装IT设备的U位安装盲板，侧方安 装毛刷等
机柜或架空地板内的线缆整理，避免线缆对气流形成阻碍 冷或热通道密闭 热通道上方设置导风管 增加开孔地板通孔率
………………
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TIA-942及国标对气流管理的建议
相比传统UPS,效率提高6%
因地制宜采用自然冷却技术
根据数据中心的地理位置，可提供free cooling方案，PUE进一步降低至 1.2以下
氟泵技术
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因地制宜采用自然冷却技术
根据数据中心的地理位置，可提供free cooling方案，PUE进一步降低至 1.2以下
压缩机节能措施
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风机节能措施
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数据中心节能
环境篇
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环境节能—制冷系统
顶部天窗 机柜 列间空调 运行状态指示灯 高压直流柜 顶部线槽 电池柜 移动显示终端 端门
信息采集 节能控制 报表报告
以智能管理为依托，以气流管理改造为主进行全方位节能改造，降低PUE
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老机房常见节能改造措施概览
提高IT设备进风温度 空调群控及下沉EC风机
可调高通孔率地板 机柜级密封
自然冷却 室外机喷淋技术
高效UPS 高压直流
冷、热通道密闭
绿色数据中心 节能技术交流

深圳市共济科技有限公司
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背景
我国数据中心总量已超过40万个，年耗电量超过全社会用电量
1.5%
我国数据中心能耗较高，能源效率与国际先进水平有较大差异， 给资源和环境带来巨大挑战 国家正推进绿色数据中心试点 企业：数据中心能耗成本占运营成本一半以上，提高能效意义重 大
目录
数据中心能耗分析
绿色数据中心实用节能技术
数据中心节能改造措施
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数据中心实用节能技术
节能领域
供配电
设备节能 环境节能 高效UPS、高压直流 市电直供+UPS 太阳能
通道遏制 列间空调-近距离高 效制冷 自然冷却：地热、海 水、自然风 提高送风温度
氟泵技术
冬季 夏季
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因地制宜采用自然冷却技术
根据数据中心的地理位置，可提供free cooling方案，PUE进一步降低至 1.2以下
氟泵技术
冬季
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压缩机节能措施
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IT设备节能是机房节能的基础，采用低能
耗主设备、提高主设备利用率是最重要的机房节能措施
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数据机房能耗评估标准---PUE
能耗衡量：
PUE = 机房总能耗/IT设备能耗=1＋CLF＋PLF＋ALF
CLF(制冷能效因子)=制冷系统能耗/IT设备能耗
相比传统UPS,效率提高4%
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98%高效高可靠高压直流系统
供配电节能技术：

高压直流
高压直流技术突出特点：
高压直流电能变换级数减少； 功率因数高>0.99； 电池直接挂在输出母排上； 模块化程度高； 并机简单，可靠性高。


18~28 ℃ 、35%~75% （开机时） 5~35 ℃ 、20%~80% （停机时） 15~25℃
GB50174-2008中对温度要求
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提高送风温度
GB50174-2014
某互联网公司 实测数据
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气流管理
盲板
毛刷 开孔地板等手段 7、设备布置： （2）当机柜内或机架上的设备为前进风/后出风方式冷却时，机柜或机架的布置宜采用 面对面、背对背的方式。机柜或机架面对面布置形成冷风通道，背对背布置形成热风通 道。 GB50174
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机柜系统，结构密闭
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实时分析、定制合理改进方案
实时PUE值分析；设备能耗统计分析；能源精细管理； 能耗趋势分析
分析改进
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容量管理-消除局部热点
加几台新设备，如何获取合适位置 避免隐患？！
微模块SPC实时容量全 面展示
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制冷系统节能管理
平衡空调运行时间。 空调故障控制逻辑。
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目录
数据中心能耗分析
绿色数据中心使用节能技术
数据中心节能改造措施
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老机房降低PUE的有效手段
气流管理改造 设备改造 其他手段