数据中心基础设施节能改造七大解...
数据中心基础设施节能改造七大解决方案
2021-02-23
数据中心基础设施节能改造七大解决方案
权威机构调查显示,中国每年用于服务器供电和散热的总支出超过20亿美元。对于已经建成投产的数据中心,如何实现有效的节能改造需要从多方面考虑。本文介绍了数据中心基础设施节能改造的几种主要解决方案。
首先,设计一套机房整体监控系统
从机房负荷和空调制冷量配置来看,机房一般设计为N+X安全运行模式。但从整个机房IT设备的布局来看,由于机房面积较大,考虑到机房内循环风量和降低局部温度死角的问题,以及负载设备功耗的动态变化,精密空调集团在人工控制下无法按照要求运行,可以跟随机房内热值的不规则变化。所有室内风扇全速运转,压缩机由每个空调根据自己的需要进行控制。这种运营模式是从运营成本的角度出发。如果强制关闭空调组中的冗余设备,很难掌握机房的气流分布和温度变化规律,也很难通过手动控制空调的启停来保证机房的安全,因此局部温度可能无法控制。因此,在精密空调中控制绿色数据中心具有重要意义。
机房专用空调群控的节能思路是在保证机房设备正常运行的前提下,通过减少冗余空调的运行时间来降低整个机房的能耗,实现空调系统的备份/轮换功能、级联功能、避免竞争运行功能和延时自启动功能。
结合曙光自适应集群用电能耗监控系统,对精密空调集群进行集中管理。管理软件根据CPU占用率计算每行服务器的功耗,根据负荷分配和精密空调分配,精确控制相应位置空调的工作状态,包括空调室内机压缩机的启停和风扇的启停。精密空调通过RS485网络与协议转换器通信,协议转换器通过以太网与管理节点协同工作,使得不同厂家的精密空调(具有监控功能)可以通过曙光标准协议接口与管理节点进行交互。每个服务器机柜内安装两个无线温湿度探头,每排机柜组成一个网络。通过物联网的组网方式形成温湿度监控网络,通过以太网将数据上传到管理节点,形成双层监控网络。当检测到服务器的温度时,机房的空调就打开了。
其次,建立机房的散热和气流组织模型
专业制冷工程师利用CFD技术,通过数值分析和模型实验,分析中央机房内的气流速度场和温度场分布,并在此基础上得出合理的制冷量分配设计方案,获得最佳回风工况,满足设备制冷需求,降低空调负荷,获得最佳制冷量分配效果。目前主要通过airpak或fluent仿真软件实现。
第三,给橱柜加一个盲板
在机房的一些机柜中,由于设备数量少,冷空气从机柜下部向上进入机柜后,很大一部分冷空气直接进入机房,没有经过设备,导致空调送风短路,大大降低了空调的制冷效率。
通过堵塞风道减少风短路,提高空调制冷效率。具体方法是在机柜内没有安装设备的空间安装盲板,这样冷空气只能通过设备送到机房。
四.安装主动供气部件——机柜的ADU
传统的地板下空调系统送风距离长,送风效率低,导致制冷量和出风口风量不足,不能满足设备的冷却要求。
针对这种情况,在出风口安装了一个主动式出风口装置ADU,在adu上安装了两个或四个EC风扇,风扇可以根据机柜的负载来调节速度。通过这种主动送风装置,可以提高空调的送风效率,从而在满足制冷量和风量需求的情况下,减少启动空调的数量,达到节能的效果。
动词 (verb的缩写)关闭机柜的冷通道
传统的机房地板送风空调属于扩散送风。这种形式容易造成气流短路,送风不足,导致空调制冷效率低。
现在,冷通道可以关闭,将冷热气流分开,防止气流短路和冷热空气混合,可以大大提高空调的制冷效率。在满足机房设备正常散热的情况下,可以关闭部分空调,达到节能的效果。
第六,给机房增加新风系统
目前,许多大型数据中心使用新风系统来实现节能方案。由于机房空间封闭,设备产生大量热量,因此精密空调需要一年24小时不间断运行,制冷加湿时消耗大量电能。通过引入新风和焓控技术,可以在春、秋、冬季引入室外低温空气,关闭精密空调。同时,在保证机房温度、湿度和洁净度的前提下,可以达到节能的目的。
七.机房精密空调改造,使其具有自然冷却功能——采用氟泵节能系统
传统的地板下送风房间空调在冬季室外环境较低时仍然需要制冷,不能充分利用室外自然冷源,节能效果差。针对这种情况,可以在原有空调系统的基础上增加氟泵机组,对空调系统进行升级。通过控制系统,当冬季外部环境较低时,可以关闭压缩机,开启氟泵系统进行制冷。由于氟泵比空调压缩机耗能少,以中央机房为例,空调改造后每年可节约20%左右的电能消耗。
基于以上几项节能改造措施,针对旧数据中心因地制宜地分析最合适的具体解决方案,发现问题,通过高度智能化的监控和精细化的管理维护,在保证高可用性和高可靠性的前提下,最大限度地实现数据中心机房能耗的节能优化。
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