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安科瑞能耗分析系统在数据中心节能降耗中的应用
来源：欧宝nba直播在线直播 作者：欧宝odbo官网
：数据中心的能耗问题从未像今天这样引起行业、全国甚至全世界的关注。在未来相当长的时间内，数据中心能耗分析优化不仅是数据中心重点研究对象，同时也是运维管理的重点难点。本文简述了数据中心节能的意义，重点介绍了常用的数据中心节能措施，并以北方某数据中心为例说明常用的数据中心措施的优点。首先对数据中心能耗结构可以进行分析，然后根据一线运维人员工作经验重点对除IT设备以外的两大能耗较多的系统做多元化的分析。
随着我们国家的经济的持续不断的发展，中国将慢慢的变成为世界较大的单一市场。由此而来，不仅国内公司在我国各地建立数据中心，慢慢的变多的跨国公司也表现出越来越浓厚的兴趣。据SynergyResearch的报告，截至2017年年底，全球超大规模数据中心已超过390座。美国以44%的占有率相对领先其他各国，第二名的中国仅占8%。在数据中心增速的统计数据中，2017年内全球数据中心18.3%，亚洲增速较快，其中中国在2017年以39.57%的增速位列世界第一。
相对于数据中心的爆发式增长，与之相配套的电力、生产用水供应短缺造成数据中心运营压力大。目前数据中心正在集聚化，以贵州贵阳、内蒙古乌兰察布市为代表的非地震带、平均气温低、电力充沛城市得到许多大数据公司的青睐。
随着数据中心规模不断变大，数据中心的IT设备、电力设备、暖通设备耗电量、耗水量在急速增加。绿色数据中心的概念正成为一个数据中心条件。PUE是衡量一个数据中心能耗的关键指标，低PUE值得数据中心不仅给企业节省大量运维成本，同时也体现了数据中心运维人员管理、技术的高水准。目前，全球先进数据中心PUE值在1.5以下，而我国许多数据中心宣传PUE值在1.8左右，实则达到2.5。这反映出我们在数据中心的节能方面还有很多工作要做。
从数据中心电力消耗来看，数据中心属于高耗能产业。在中国实行数字中国的今天，数据中心慢慢的变成为城市建设、发展中不可或缺的角色，我们期待着国内同行从业者努力将PUE值降到无限接近1。
影响数据中心能耗的因素有很多，其中空调暖通设备是主要的因素，同时也是容易实现能耗优化的领域。但数据中心的其他领域例如供配电设备(UPS电源不间断设备、变压器、母排等)、日常照明、消安防设备、建筑结构体本身热辐射等。
数据中心的耗电量巨大，其中以UPS因电感产生很大的谐波，所以会有较大的电力损耗。提高UPS效率是数据中心在节约能耗方面需要研究的地方[1]。UPS效率不是一个恒定值，它随负载变化而变化。如图1所示，UPS效率随负载增加而提高。当负载在0%~30%时，UPS效率极低，所以一般不建议UPS在此区间内运行；当负载在30%~70%时，UPS效率由85%上升到90%。当负载在70%~100%时，UPS效率恒定在90%左右。所以建议UPS负载稳定在80%左右效果较好。目前在建大部分数据中心都采用多台较小容量UPS并联而不是单台较大容量，UPS优点有两个：首先能保证其中一台UPS发生故障的情况下可以由其余承担其负载，确保了数据中心用电安全。其次，可以使UPS工作容量在30%以上，使得UPS效率增加，减小UPS损耗。
据美国采暖制冷与空调工程师学会(ASHRAE)技术委员会9.9(简称TC9.9)统计报告数据显示，数据中心各部分的用电量分布大致如图所示。
本研究以北方某数据中心为例，该数据中心2017年建成并投入到正常的使用中。数据中心配有4套制冷系统(冷机、冷冻泵、冷却泵、冷塔一一对应)，采用3+1模式(满载时3用1备)在不采用任何节能措施的情况下PUE值为2.6。
由于北方地区全年温差大、昼夜温差大的特点所以设计了不同的制冷模式。根据室外温度的不同设计了3种模式来实现数据中心的制冷。当温度设计采用了水侧自然冷却系统，随着室外湿球温度的降低，出塔水温度降到所需的值时，通过换热交换器间接换热后供给空调末端制冷。制冷系统全年运行分为3种模式：冷机制冷模式、部分自然冷却模式、自然冷却模式。
因为冷却水直接与室外空气接触，在制冷系统运行制冷的同时也会将室外微生物、尘土带入到管道、冷机等设备中。经过长时间的运行，管道、冷机中会附着大量的微生物、水垢，从而会影响制冷设备的换热效果。所以该数据中心在冷却水管道接入微晶旁流、自动加药装置等水处理设备用于物理和化学处理水质。
冷冻水和冷却水的循环都是通过水泵进行的。水泵的节能除采用变频装置外，应采用较大直径的管道、最好能够降低管道长度和弯头、采用大半径弯头、减少换热器的压降等。冷冻机房、水泵、冷却塔、板式换热器和精密空调尽量设计安装在相近的高度以减少水泵扬程。
根据负载的不利压差控制，当负载减少时，二度调节阀阀门开度变小，检测的压差设定点压差值同将水泵设置为不同的运行频率是水泵节能的另一个方法也是主要的方法。电机所需功率理论上按转速的三次方下降[3]。例如，某一水泵电机工作转速是其额定转速的80%，水泵的工作频率是其额定功率的51.2%。水泵的频率由空调系统末端的变大，泵的频率在下降，水泵转速变慢降低，使系统流量减少，达到调节流量的目的。这种节能措施不但减少
在我国数据中心A级数据中心机房温度规定在(23±1)℃，大部分数据中心按照A类数据中心规格设计建造。个别数据中心机房温度甚至在20℃左右。在IT设备越来越优化的趋势下，此温度无疑造成了电力、水资源很大浪费。参照国外数据中心机房温度一般在28℃能够完全满足机房对温度的需求且节能，同时我们是合理的的做法是在夏季将温度设定比春秋两季偏高些，冬季设定比春秋两季偏低些。
根据调查，相近的单位机房的耗冷量相近，送风温度相近，采用下送上回(见下图)的气流组织，机柜实际获得的冷却效果优于上送下回方式。
建立高效的能耗监测管理系统，对建筑各类耗能设备能耗数据来进行实时测量，对采集数据来进行统计和分析。能够合理的确定各区域建筑能耗经济指标及绩效考核指标，发现能源使用规律和能源浪费情况，提高人员主动节能的意识。
近年来，我国大数据产业保持着良好的发展势头。运用大数据管理企业、治理国家提升了企业、政府的管理能力，大数据的发展、应用已经上升到国家战略高度。随着大型数据中心不断地发展，其内部结构越来越复杂、设备功率慢慢的变大。因此，无论从企业管理经营成本还是环境保护方面出发，我们都应该在现有条件下提出一套节能方案，实现最大化节约能源。数据中心节能应该贯穿数据中心的整个生命周期，应该根据不同阶段、不同设备状况提出不同方案。
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