前言
云核算与大数据年代跟着现代信息化技能、智能终端、互联网的兴起而疾速到来，云核算商场迎来了一个开展的顶峰，云核算的完结离不开数据中间的撑持，而云核算本身又在驱动着数据中间的革新。云核算的精华在于资本的虚拟化，IT 软硬件架构与传统架构比较有很大的不一样，特别是硬件的改动，首要表现为 IT 设备的高度会集、高发热、高耗能，唆使底层的风火水电等配套设备的作出相应改动，怎么破解数据机房的三大应战公司机房的高效作业是一个非常重要的课题？
公司数据中间中间的耗电
数据中间的基础设备中心确保即是 IT 设备，形象的说建造数据中间即是为了处理 IT 设备的“吃”、“住”、“舒服”等日子疑问，吃的是 UPS 的不间断电源，住的是高级机柜，享用的是精细空调，当然要完结这些就需求支付相应的本钱，其中数据机房的电费是当时公司级机房最大的营业本钱之一，为了处理耗电疑问，咱们先剖析能耗的构成，才干对症下药，一个典型的 PUE=2.3 的机房耗电构成如下所示： 
其中 IT 设备用电包含一切的 IT 设备的负载，如服务器、贮存和网络设备， 数据中间总用电包含撑持 IT 设备负载条件的用电，如：
◆电力系统 : 如 UPS、配电及开关、电池和配电丢失。
◆空调系统：如冰水机组、机房空调机 (CRAC,CRAH)、水泵及冷却水塔等。
◆服务器、贮存设备及网络设备等。
◆其他杂项设备，如数据中间照明负载、监控门禁系统及消防系统。
依据以上耗电系统剖析，PUE 首要的改进方向如下：
以一个总功率 100kW 的机房为例，PUE 从 2.3 改进到 1.43，一年能节省 30 多万度电，5 年就能够节省 165 万元的电费，为公司更高效的运营供应有力的撑持。 
选用水平送风空调技能
传统气流组织给数据中间带来的迷惑是：
◆整个架空地板下是个静压箱，所以每个机柜所享用到的出风量是共同的，无法按需供应凉风量；假如机柜的热密度发生区别，高热密度机柜就会发生有些热门；
◆因为凉风从出风地板送出，经过机柜前开孔门板送入机柜，在机柜的笔直方向上，自下而上会发生风量梯度和安稳梯度；
◆受机柜热密度的影响，单机柜装机容量受到限制：
◆在传统的机房装备空调时，通常会重视机房所需的冷量而忽视服务器机柜所需的风量；
◆IT对风量的需求通常是：每1kw热量，需求供应120CFM（合 204m3/hr）的凉风，才干满意 IT 设备的冷却需求；
◆按传统的下送风空调制冷办法核算，每个机柜出风地板的风量为：出风口的风速≤ 3m/s，出风地板的面积为：0.36m2，地板的开孔率通常为 30%，所以每个机柜前面的总风量为： 3m/s×3600s/hr×0.36m2×30%=1166 m3/hr。
◆每个机柜的装机热负荷为：1166 m3/hr÷204m3/hr=5.7kw
◆经过上述风量核算，假如选用传统的下送风空调制冷处理计划，每个机柜 IT 设备的装机容量无法做大，致使机柜装机率不高，糟蹋机柜的空间，同时也糟蹋机的空间；
 
◆传统的房间制冷办法，因为送风间隔远，不免在送风过程中发生风压、风量的衰减，致使远端机柜发生有些热门。
机柜级水平送风制冷处理计划能有用的处理传统房间级制冷计划的迷惑：
因为水平送风空调装置在机柜周围，就近送风和制冷，处理地板下送风风阻致使的有些热门疑问；
就近制冷，送风间隔短，冷量的运用率更高；
空调可依据机柜的热密度，随时调整输出的风量和冷量，供应单个机柜的个性化风量和冷量需求，制冷更有对于性，功率更高；
对数据中间机房建制过程中，是不是要建架空地板，无需需求；机房地上的保温需求也更低；
因为紧贴机柜装置空调，能够给单机柜供应足够的风量，所以机柜的 IT 设备装机容量能够大幅进步，如XX 29kw 的空调，风量为 4930 m3/hr，那么单机柜的 IT 热密度可达：4930 m3/hr÷204m3/hr=24.2kw。与传统的房间制冷计划比较，单机柜的装机容量能够进步4 倍。 
从图中，咱们能够看出传统下送风空调，满意单机柜 6kw一下的需求，而水平送风空调可满意单机柜 30kw 一下的需求。
经过对下送风空调（房间级）与水平送风空调（行级）的比较，水平送风空调愈加接近 IT 设备，送风间隔短，功率更高，愈加节能。
冷热通道关闭技能
为了进步制冷功率,进步单机柜制冷才干,联系现场状况,运用冷热通道关闭技能为中心的 IT 设备进行冷却 . 经过改进空气循环的办理，进步制冷功率密度 . 有用减低 PUE 值，而计划一套散热作用好、安全可靠的机柜冷热池处理计划。主机房机柜采纳背对背摆放，网络机房采纳面对面摆放
 
A 冷池系统计划
冷池选用铝合型材构造 + 钢化玻璃，顶部为全关闭钢化构造，冷池是经过设置全关闭式冷空气循环系统环境，进步室内空调运用功率，到达节能降耗的作用。冷池的顶部设置有些翻开扇，翻开面积应不少于冷池顶面积的 30%。因为机房选用气体救活系统，当救活系统启动时，冷池的顶部翻开扇有些翻开。
冷池的地上设置大面积的带风口的架空地板，作为下送风的出风口。冷池结尾设置钢化玻璃门，满意人员作业进出分散、消防维护及办理监控。翻开扇思考与消防联动，当气体开释时翻开扇放下。
机房冷通道内的玻璃顶板在现场探测器报警后，于气体喷发前将电磁铁失电，通道翻开。本系统电磁铁选用沟通电供应，如消防电源可供应本次设备容量，并现场条件答应的状况下，可由消防电源直接引一回路至操控箱；若消防设备无法供应电源，确保电磁铁不失电，建议由 PDU 中引一回路至操控箱，并在操控箱中装置整流设备，供应磁铁所需电源。
B系统优势
1）灵活性
冷通道为单元模块化计划，冷通道两边的两台机柜占用 1个单元，每个单元均能独立装置。
2）智能性
每个顶部密封板均可完结与消防联动。当机房内火灾信号承认后，顶部密封板主动翻开，满意消防气体喷放需求。
3）安全性
一切冷通道窗口资料为通明钢化玻璃，机械强度比普通玻璃高，并且不影响冷通道内正常采光。
4）便利性
当需求在冷通道内转移设备时，通道两头门翻开后，下门框可便利拆开下来，便利小型运输设备在机房地板上进出。关闭冷通道，下降凉风丢失，进步冷源运用率；
天然冷却技能
天然冷却技能即是运用免费的天然资本进行热交换，最大极限的下降机房能耗，当时常用的免费冷源首要是冬季或春秋季的室外空气。因而，假如能够的话，数据中间的选址应该在气候比较冰冷或低温时间比较长的区域。在中国，北方区域都是非常合适选用免费制冷技能。选用水冷空调系统，当室外环境温度较低时，在低于 15 度以下（上海区域每年约有 120 天）就关闭制冷机组，能够运用冷却塔、冷却水泵、板式换热器构成的系统进行热交换，因系统中没有大功率的压缩机作业，极大的下降了系统的功率，当温度高于 15 度又切换回冷冻水系统。上述介绍的水冷天然冷却因为只需求添加一台不需求动力的板式换热器，出资和占地都比较少，是咱们引荐的公司数据中间最好免费制冷节能计划，系统的原理图如下。 
变频节能技能
空调系统为 IT 数据机房空调，机房选用XX精细空调，冷水系统及冷却系统与 IT 数据中间精细空调位于同一楼层。 冷冻水泵2台5.5kW，冷却水泵2台5.5kW，冷却水塔1台1.1kw。 水泵及冷却塔当时操控模式均是定频定流量作业；现场有风冷热泵、水冷机组、以及板换，当冬季或许温度较低时，经过冷却塔冷却空调冷冻水温；当温度稍高时，选用风冷热泵机组制冷；当夏天温度很高时选用水冷机组。
当时关于冷水系统操控选用西门子 S7-200PLC 操控，含触摸屏。 模拟量包含环境温度 2 个，冷却塔出回水温度，冷冻水出回水温度各 1 个。PLC 无剩余点位余量。关于室内精细空调，当时选用三通阀的办法，改动空调所需流量时并不改动系统管网阻力，水泵侧流量压力都不改动。
系统选用冬夏过度时节不一样冷源切换，尽能够少的减少冷热源方面的能量丢失，到达免费运用外气环境冷却的意图，在制冷方面完结了节能，合理且领先。
可是，大多数系统在初建时都会按实际最大负荷考量，包含冷机，冷却塔，水泵，在冷源上完结了节能的同时，并没有在水泵负荷与制冷量上彼此匹配，也即是说当结尾空调负荷很低的时分，关于制冷机主而言，完结了冷量的按需分配，电流百分比跟着负荷下降而下降，可是关于水泵而言，过多的流量其实是形成能耗糟蹋的要害。
完结节能的原理：低流量大温差与热交换才干的联系，关于一个换热器 ( 板换或许精细空调表冷器 ) 来说，其流量与温差的联系见下图，在有些负荷下，其冷量与流量不会同比下降，如图，在 50% 的流量下，能够供应大概 80% 的负荷，也即是说系统的冷量与流量不会彻底对应，可是每个厂家的换热器性能不一定，故最好换热流量并不一致，这个最好流量根本会在30%-70% 之间，使得温差最大会高于 5℃。
其次，关于水泵而言，限流变频带来的最大优点是节能，离心式风机水泵都遵从类似规律， 即流量与水泵转速（频率）成正比；杨程与转速的平方成正比；功率与转速的立方成正比。 因而改动频率能够有用的节能。
高压微雾加湿技能
高压微雾加湿器的作业原理是运用高压柱塞泵将水压进步到 7Mpa 以上 , 然后将加压后的水经耐高压运送管线由专业喷嘴将其雾化，发生 3—15μm 的微雾颗粒，使其能够敏捷从空气中吸收热量完结汽化并分散，然后完结空气加湿、降温的意图。 该系统即能够作为大空间加湿作用，也能够作为降温用处。实际发生的加湿量是由装置多少喷嘴来决议的。例如，某类型喷嘴的喷雾量是 4L/h，一共 100 个喷嘴，则最大喷雾量是400L/h。
高压微雾用于机房加湿存在许多技能优势：
1）节省能源
相对电极加湿的等焓办法，高压微雾加湿系统本身的耗电量是极少的。每小时 30 公斤的加湿量耗电量在 300W 摆布，是电极加湿器的 1.4%。在机房环境中运用时，其节能下过特别明显。
假如原先机房空调装备了 9kg/h 的电极式加湿器，咱们能够用 10kg/h 喷雾量的高压微雾加湿器来替代。关于高压微雾加湿器的10kg/h的喷雾量，耗费电能约100W。水雾进入机房后，需求吸收空气热量而气化。每 1kg 水雾，需求吸收空气中 750W热能才干气化。即是说，10kg/h 的高压微雾加湿器每小时对空气发生 7.5KW 的冷量，然后能够大幅度下降空调机的制冷负荷。
依照每天高压微雾加湿器累计运转 12 小时核算，其本身耗电量为 3300 度，电费开销约 3300 元。可是，其发生的冷负荷约为 3 万 KW，适当于压缩机耗费 1 万度电发生的冷量，适当于制冷系统节能 1 万度电，节省电费开销 10000 元。
全体来说，运用高压微雾加湿器发生的额节能效应是：40000-3300+10000=46700 度电，折合 46700 元。即是说，假如用高压微雾加湿器替代原先内置了 9kg/h 电极式加湿器的机房空调来说，每年的节约用电为 46700 度，约合46700 元。
2）运用安全
因为将水加压到 70Bar 压力以上，很小的漏点都会致使主机加压端压力的明显下降，系统能够敏捷采纳关断办法确保安全。所以说，高压微雾系统能够非常容易地实时监控到高压水路中的走漏状况。而普通低压水路系统则不具有这样的优势，在跑水已经很严重的状况下依然无法发觉。
高压管道的内径只有 1-2mm，内部容积非常小。高压水路一旦关闭，整个管道中的存水量非常有限，数十米的管线只是包容和残留 0.2 升水，折合一个茶杯的水，不会对机房发生损坏性地损害。
3）无水垢影响
高压微雾系统因为无需向外排水，所以没有任何水垢的疑问，水的前端处理系统比方纯水机、软化水设备等都能够主动运转，并装置有排水管道的作业间或洗手间内。
4）装置布置便利
因为高压管路能够传送达数百米乃至上千米，所以对用户来说装备起来适当容易。在不一样楼层或相隔甚远的机房能够选用同一套主机系统，经过在吊顶空间布排直径 10mm 摆布的 PE管线，不会对原有修建格式和装饰发生任何大的变化，工程量也很小。
5）扩容升级便利
高压微雾加湿器最小类型的机器的满负荷喷雾量为50kg/h。关于用户来说，新添加一个机房有加湿需求时，只需主机还有空闲的流量，连上一条新的高压线路和湿度传感器就完结了。
6）加湿度功率高
对于其他许多加湿办法，高压微雾的加湿雾化功率非常高，高达 98% 以上的水雾都会蒸发为水蒸气，这个功率乃至大于电极式蒸汽加湿器，因为电极系统要守时排水以带走水垢。
高功率模块化UPS技能
选用变换功率高的 UPS 系统。当时，新一代数据中间的计划根本选用新式的高频（IGBT 技能）UPS 系统，电源变换功率和功率因数都比传统的工频（可控硅技能）UPS 系统有非常大的进步，并且重量轻和体积小。因为 UPS 的电源变换功率和负载率成正向联系，因而在计划和运维时要尽能够进步 UPS 的负载率。
虚拟及灯火操控技能
首要监控架构为 EMS3000, 藉由以太网络 (ethernet) 架构 SNMP 协议整合XX设备及监督 , 消防等外部组件 , 及监督具有 IPMI 协议内部之服务器之内部风速及温度状况，联系对服务器芯片及灯火操控的办理，完结虚拟化节能及照明节能。
总结：
这篇文章依据对公司级数据机房耗电的剖析，首要会集在制冷、UPS、IT 设备、照明及其它，联系如今节能技能的介绍，选用免费天然制冷、替代传统的空调系统、替代传统的 UPS 系统、变频操控、冷热池系统等下降能耗办法。
■ 选用变换功率高的 UPS 系统。当时，新一代数据中间的计划根本选用新式的高频（IGBT 技能）UPS 系统，电源变换率和功率因数都比传统的工频（可控硅技能）UPS 系统有非常大的进步，并且重量轻和体积小。因为 UPS 的电源变换功率和负载率成正向联系，因而在计划和运维时要尽能够进步 UPS的负载率。
■ 选用高效节能的绿色制冷系统。首要是选用水冷空调和天然制冷办法。
■ 选用 LED 绿色节能光源替代或有些替代传统光源，别的即是运维办理，做到人走灯关选用领先的冷冻水平送风空调、冷池关闭技能、高功率UPS 来全体完结高效节能，使得机房的全体运转本钱下降，完结绿色数据中间的计划。核算机机房应充分表现环境维护的意识，加强环保办法，选用绿色资料，使其真实表现现代化绿色核算机房的风仪。
联系XX对数据机房的经验，供应系统计划中供配电系统、沟通不间断系统、精细配电系统、机柜系统、精细空调系统、监控系统等。
咱们以XX InfraSuite 集成一体化架构，系统模块化计划来到达五大价值理念计划新一代机房。文章来源：http://www.redasicon.com
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