当前位置： 信息机 >> 信息机优势 >> 简述IDC系统性节能设计规划与能效管控建
一、IDC机房系统节能概述
IDC机房是服务器、存储设备、通信设备、冷却设备、负荷开关、UPS、配电柜、机架及配电网络等设备比较集中的场。在IDC机房中，其主设备耗电占45%—55%，空调设备占35%—45%，电源设备及其他占10%—15%。数据中心设施消耗的电量通常类似大型商业办公空间的10倍以上。在如此大的用电量下，在数据中心实施有效的节能措施可以大大降低能源消耗和相关的公共事业成本。
针对在“双碳目标”提出的大背景下，并且能效信息化建设不断完善以及供电系统功率变换单元效率普遍提高的情况下，如何进一步实现供电系统的节能减排，是我们需要不断探索和实践的方向。定位于能源管理专家的行有嘉，有责任也有义务配合好传统数据中心运营商做好IDC节能的实践，以提高其设施的能源效率。
为了提高数据中心的动态效率，确定当前动态的动态性能，以控制未来的性能，在数据中心推广能耗监测和能效管控系统势在必行。行有嘉数字能效基于电源使用效率（PUE）指标，实现了对IDC的实施用能监测以及关键设备管理。对于IDC节能，我们认为应该主要从空调、主设备、电源等方面考虑；对于现有机房，要从空调改造（含气流组织优化）、能耗较大主设备替换及电源改造等方面考虑。
数字能效平台建设二、IDC机房节能减排设计
1、合理的建筑规划设计
在不降低IDC系统运行的安全和性能的基础上做好IDC机房的节能工作才是被社会各界所认可的。基于此，针对新建、扩建或者改建的IDC机房的进行整体的结构性节能减排设计显得尤为重要。
IDC通信机房的总体布局要求：
（1）通信机房选址要求应满足YD/T-《电信专用房屋设计规范》的相关规定。
（2）通信机房总平面的布置和设计，宜充分利用冬季日照和夏季自然通风，并避开冬季主导风向。其主要朝向宜选择本地区最佳朝向或接近最佳朝向，避开夏季最大日照朝向。
数据中心节能设计与规划2、先进的空调与通风系统
IDC机房的空调能耗占机房总能耗达到35%~45%左右，应该将降低空调能耗作为机房节能减排工作的重点工作。
IDC机房应该根据IDC机房所处的热工设计分区，所处区域实际的气候环境特点以及节能减排技术本身的成熟度、节能效果、改造成本、维护量等方面考虑进行合理评估与选用。
应该多方面、多角度充分利用各种不同的节能技术：
（1）对于规模较大且发展速度较快的新建机楼，在冷源系统选择上应该优先考虑水冷空调，整体规划机楼的冷源系统。为保证瞬时停电时水冷空调仍然能连续运行，在有条件的情况下可设置蓄冷罐。对于规模不大或单独的机房可选择风冷空调。
（2）在末端气流组织方式上，应该优先考虑下送风及“先冷设备，再冷环境”的气流组织方式。
（3）在空调设备采购上，应采购高效、节能的空调设备。
（4）应充分利用室外自然冷源的作用，特别是全年平均温度较低的地区。
根据空调节能技术的原理不同，目前，在IDC机房应用的节能减排技术主要分为以下几种类型：提高空调制冷效率、气流组织优化、自然冷源利用。
在提高空调制冷效率方面包括采购高效、节能的机房专用空调；冷媒节能控制器；水冷空调等。
在气流组织优化方面主要包括划分冷热通道、冷热通道隔离；地板下送风（机柜内直接送风、冷通道送风）等。
在自然冷源利用主要包括：智能通风；智能换热器；热管空调；冷却塔供冷等。
①提高空调制冷效率
1）、采购高效、节能的机房专用空调：机房专用空调的节能指标主要从能效比EER、综合部分性能系数IPLV、冷风比CAR、显热比SHR等四方面进行评价。在采购价格相对合理的情况下，应尽可能采购EER和IPLV高（不得低于国家标准《计算机和数据处理机房用单元式空调机》所规定的数值）、显热比大（不小于90%）、冷风比小的机房专用空调。以体现机房显热量大的特点及大风量小焓差的送风工艺特性。
2）、水冷空调：由于水冷却方式比风冷却方式效率高，因此有条件的公司，在前期规划设计阶段应考虑采用水冷空调。
3）、冷媒节能控制器：冷媒节能控制器是在保证制冷压缩机运行可靠性的前提下，通过冷媒循环状态控制的优化，达到制冷压缩机节能的效果。核心原理是：气容和特殊的结构产生高速稳定的湍流，减少管壁边界层和闪蒸汽，使蒸发器和冷凝器换热效率和换热面积增加，压缩机出口压力降低，以达到节能的效果。也就是说通过ERC的控制，空调制冷机组提高了能效比EER。
②气流组织优化
1）、划分冷热通道、冷热通道隔离：冷热通道的划分能合理优化气流组织方式，避免前排机柜排风被后排机柜吸入，造成局部机柜过热现象。因此，在规划设计阶段，应优先考虑划分冷热通道或冷热通道隔离，机柜采用面对面、背对背的布置方式。
2）、地板下送风：地板下送风是通过在机房内设置架空地板，空调冷风先送入架空地板层内，架空地板层相当于静压箱的作用，再通过机柜底部的开口送入机柜内或冷通道的送风口送入机房中。实现了“先冷设备、再冷环境”的送风理念，符合热气流上升的自然原理，优化气流组织方式。
③自然冷源利用
1）、智能通风：智能通风是当室外温度较低时，直接将室外新风通过过滤作用后送风机房内，再对机房冷却后排出室外，外加一定的控制系统。
2）、智能换热器：智能换热器是当室外温度较低时，室外空气与室内空气通过板式换热器进行热交换，达到降低室内空气温度的目的，室外新风不进入室内。
3）、热管空调：热管空调的核心元件为热管，通过热管的超导特性及室外温度比室内温度低的特点，将室内热量排出室外。
4）、冷却塔供冷：在水冷空调的基础上，当室外温度较低时，将冷水机组主机停机，室内冷冻水通过板式换热器与冷却水换热，冷却水温度升高后通过冷却塔的散热作用，将热量排出室外。
IDC节能3、低消耗的主设备选择
IDC机房中，新引进主设备应该符合绿色采购规范中关于各类主设备节能相关规定，在源头处把好节能关。有步骤地采用高集成度的设备替代原有的设备，对老旧设备进行评估，对于性能低、能耗大的设备进行退网处理。
机房采用精确管理，优化机房设备布局，分散摆放耐热性差、散热量高的设备，减少机房空调的使用。
4、节能的电源系统技术
通信机房电源设备根据设备耗电负荷精确化配置，其扩容空间和容量可保证中、远期发展。对重要性不高和容量较小的机房，可选择使用模块化UPS技术。IDC在进行电源设备配置时应较准确地预测用户发展及负荷增长，避免造成设备利用率和转换效率过低，引起不必要的电能损耗。对IDC，严格控制上架IT设备电源质量，杜绝低效高耗设备入网。
（1）技术节能
高压直流技术：在充分保障供电安全和人员安全的前提下，在技术水平能力较高和条件较好地区，对高压直流技术进行试点建设。该技术目前还未完全成熟，可以进行小规模试点。
（2）管理节能
机房设备准入管理：加强IDC用户设备准入测试的执行力度，引入“IT设备电源质量测试技术”。
提高供电设备的负荷率：在保证设备安全的情况和符合运维部分的相关规程的前提下，提高供电设备的负荷率。
行有嘉能耗监测三、能耗在线监测系统的建设行有嘉数字能效通过实现对数据中心各个关键位置的电流和电压的直接监测/计量，实时进行数据采集和数据分析，为PUE的计算提供基础的数据支撑。由于IT设备和设施总耗电量会因IT设备电力需求以及当地天气条件导致的冷负荷而异，因此应定期计算PUE。然后可以对PUE值进行长期定性分析和定向跟踪，以提供数据中心在定义的持续时间内的“平均”能源的测量值。然后可以跟踪能源绩效变化以监测实施节能措施的影响。
1、动态监控设备的使用
传统数据中心可能缺乏符合ASHRAE标准和收集测量数据以计算数据中心PUE所需的强大的能源使用监测仪器和传感器。安装能源监控组件和系统以测量数据中心的能源效率对于有效实施所有其他节能措施至关重要
2、优化CRAC控制
传统数据中心中的独立机房（CRAC）装置通常具有独立的控制和设定点，由于温度和调节相互“冲突”，导致空调休眠运行。加宽温度和这些装置的死区将减少设备以这种方式运行的趋势。可以考虑更复杂的控制方案以提供额外的节能。
3、提高CRAC工作效率
CRAC机组能效的改进，包括对送风风扇的变速控制的使用和电子换向（EC）电机的使用，是新CRAC机组的标准功能。用这些功能改造现有的CRAC装置或更换旧的CRAC装置将节省能源。
4、提高照明效率
安装增强型照明控制，例如占用/运动传感器装置或的手动控制装置，可以在空间空置时关闭照明，更换或安装LED型灯具将显着节省能源。成本的节能措施。
能耗监测平台总而言之，确保运行安全是IDC所有节能措施应用的前提，配合行有嘉能耗监测系统，动态分析和挖掘能源效率和节能潜力成为了非常简单的事项。但是在节能应用的两大领域中，空调系统的节能应用相比供电系统的节能应用效果又要好一点。为了实现“双碳目标”，IDC能效管控系统以及相应的节能应用会越来越普及，把握好节能与运行安全的关系势在必行。
