通信企業IDC機房節能減排的思考

鄭妃妃

摘 要：隨著新一代移動通信和下一代互聯網等新技術蓬勃發展以及視頻、圖像等新業務新應用帶來數據業務快速增長，大規模數據中心的建設使得集成度高、能耗大的數據單架設備大量增加，能源消耗總量呈指數增長。綠色數據中心已經成為數據中心發展的必然。本文針對如何進行通信企業IDC機房節能減排展開分析，期望能夠對數據中心節能減排的技術實施具有參考作用。

關鍵詞：通信企業；IDC機房；節能減排

中圖分類號：TK018 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）11-0261-01

數據中心能耗問題已受到高度重視，節能規劃水平有了極大的提高，節能成為數據中心規劃設計一項重要指標，相關行業和政府領導部門紛紛提出，眾多行之有效的節能方案和節能產品推出并實際應用，數據中心建設能耗指導意見和準入指標。能耗指標PUE有了非常顯著的變化，為數據中心降低能耗做出了重大貢獻。

1 通信企業IDC機房運行要求

互聯網數據中心（Internet Data Center）簡稱IDC，IDC主機托管主要應用范圍是從電信部門分配到互聯網靜態IP地址后，政府提供服務器托管，為其他客戶提供虛擬主機服務，通過這個商業平臺來為供應商、網站發布、虛擬主機和電子商務等。虛擬主機是單位通過托管主機，利用已有的互聯網通信線路、比如網站發布，單位通過托管主機建立自己的電子商務系統，電子商務是指單位通過托管主機，經銷商、批發商和最終用戶提供完善的服務。通過互聯網廣泛宣傳自己的產品或服務；使自己成為ICP服務提供商；即可發布自己的www站點為企業將自己主機的海量硬盤空間出租，就是電信部門帶寬資源，建立標準化的電信專業級機房環境，租用以及相關增值等方面的全方位服務。

2 IDC機房節能減排設計思路

（1）外置雙冷源高效集成冷站，系統制冷效率COPs>8.0。安置在機房內或空調間的水冷空氣處理機，充分利用自然冷源，熱量通過冷水帶走通過負壓將機房熱通道中的熱空氣回收至空氣處理機中進行換熱。冷量通過風機送至機房，在濕球溫度高于15℃時采用機械制冷，為IT設備提供低于15℃的自然冷源[1]。

VSD（Variable Speed Driver）的工作原理是：根據冷凍水出水溫度和壓縮機壓頭，控制冷凍水出水溫度的實際值與設定值的溫差，從而使機組始終在最佳狀態區運行。

VSD通過壓縮機的壓頭低轉速運行，來控制電機速度，使電機的轉速與系統負荷相匹配，導流葉片處于全開狀態，優化電機的轉速和導流葉片的開度，噪音大幅降低。當機組在滿負荷工況下運行時，電機速度完全由溫差控制。當制冷機處于部分負荷下運行時，直至轉速達到最小為止。同時，空氣處理機中風機采用大口徑三相異步風機電機會給導流葉片提供控制信號，來調節機組輸出冷量。因此，VSD可以實現同步調節電機轉速和導流葉片開度，

（2）數據中心機房是采用下送風，依據IT設備負荷動態調節空氣處理機中的風機，首先從這里入手對其電路結構和各種性能進行較詳細地討論，我國數據中心SHI實現數據信息集中處理、管理等功能的服務平臺，但是傳統的數據中心建設模式綠色化水平低，頂回風方式，來自高效冷站的冷水進行換熱，向機房提供用于IT設備散熱的循環冷卻空氣。逐漸減小導流葉片開度。通過內置表冷器與對燃氣分布式能源系統的供能具有安全性、節能效益、經濟收益、環境保護的效益[2]。機房水冷式空氣處理機包含表冷器、風機、傳感器和智能控制器等設備。達到高效散熱的目的。大量數據中心高能耗不僅增加了企業成本。

（3）燃氣分布式能源系統應用于數據中心的適用性及節能，能耗普遍較高，然而還造成了能源浪費，將傳統分供系統作為比較對象，在節能減思路上進行設計、選型、安裝和運維各方面的安裝和運行。直接為IT設備供電的設備大都是交流電的UPS，高頻機UPS有傳統雙變換型、但目前尚有一些用戶由于慣性，采用Delta變換型和在線互動式。原因是對UPS的電路結構還有模糊認識。節能的設備莫過于高頻機UPS，對工頻機UPS仍情有獨鐘。

（4）電源使用效率（Power Usage Effectiveness，簡稱PUE）是評價數據中心能源利用效率的指標，據統計，普遍在3左右。是數據中心總能耗與關鍵設備能耗之比。PUE越接近1，說明數據中心的能效水平及綠色化程度越高，有大量的電能被空調系統、供配電設備、通風設備、照明設備等消耗。這說明，不論是直接用整流器還是經過充電器都否則電池的壽命就會很短。用交流給電池充電會導致電池損壞。

（5）國際上先進數據中心的PUE可達到1.7，特別是中小規模的數據中心，一般傳統的UPS而言，采用的是單向變換式的整流器和逆變器，這兩個變換器的作用都是電壓源，而且整流器和逆變器的作用是不可逆的；還有一種稱為Delta變換式UPS采用的是兩個雙向變換器，將交流變換成直流的目的，目前國內數據中心的PUE基本為2.0～2.5。PUE更高，而且這兩個變換器的作用過程是可逆的。UPS的第二變換器的作用是將直流變換成交流。

因此，不具備雙變換功能的電路就不是UPS。為了說明這個問題，下面就逐一說明。

比如在市電斷電期間，所以雙變換對任何UPS都是必須具備的。因為任何電池的容量是有限的，為了不間斷供電，UPS四個基本構成部分不具備時的情況。任何靜止變換式UPS而言都存在一個雙變換的問題，變換成負載可以接受的交流電。當然在此情況下旁路開關也不能接入了。所以必須具備兩個變換器。意思是說逆變器必須及時將電池所提供的直流電都存在一個將交流變換成直流和將直流變換成交流的過程。必須將交流轉換成直流后才能給電池充電，一個是為了給電池充電，電池的容量放完以后必須及時補充無逆變器時的情況。在這個電路中也有一個變換器——整流器，這就只有一個功能，即將交流變換成直流，有些直流屏也就是這種結構[3]。

當然在作穩壓器時，由于缺少了靜態旁路開關也就缺少了市電的冗余，無電池組的情況。由于缺少了電池組就意味著失去了不間斷功能，無靜態旁路開關。換言之也就缺少了一個不間斷供電的電源因素，，可通過旁路開關將負載轉接到負載上即使有旁路開關也必須是有間斷的。如果作為穩壓穩頻源（CVCF），但當市電斷電時就無能為力了，一般在無靜態旁路開關的情況下賦予了電路一些特殊功能；當穩壓器出現故障時總之也不是UPS了。既可作變頻器也可作輸入輸出電壓不一樣大的變壓器。也就不是一個完整的UPS了。

3 結 語

IDC（互聯網數據中心）的建設，隨著低碳經濟的來臨，對能源的消耗也在迅速的增加，國家對節能減排工作日益重視。對互聯網數據中心進行科學的能效評估，促使互聯網數據中心合理利用能源。在節能減排和綠色經濟的大環境下，我國政府承諾到2020年，國內生產總值單位二氧化碳排放比2005年下降40～45%。

參考文獻

[1]郭大鋼.數據中心節能減排技術與規劃建設[J].西安郵電大學學報，2014（4）：113～116.

[2]羅家鋒.互聯網數據中心節能減排評估研究[J].低碳世界，2017（6）：77～78.

[3]秦 婷，張高記.數據中心節能減排措施探討[J].西安郵電學院學報，2013（4）：95～99.

收稿日期：2018-3-10