機房精細空調-數據核心節能改革的七種解決計劃
時間：2021-10-19 來源：fzflxx.com 作者： 我要糾錯
跟著盤算機網絡業務量的敏捷增加、服務器數目的增長，機房的面積及范圍也在一直擴展，數據中央的能耗成本也迅速增添,并有趕超硬件本錢的趨勢。據威望機構考察顯示，我國每年用于服務器的電源跟冷卻的總開銷超過了20億美元。對已經建成投產的數據核心，如何實現有效的節能改造，需要從多方面斟酌。本篇先容了數據中央基本設施節能改造的多少種重要解決方式。
一、設計一套機房整體監控系統
IT設備負載變更曲線
從機房負荷和空調冷量配置來看，機房個別設計為N+X的安全運行模式，但從全部機房IT設備布局來看，由于機房面積較大，考慮其輪回風量及減少機房部分溫度逝世角等問題,維諦空調全空氣空調系統對送風溫差和送風量都有一定要求。顯然，送風量大、送風溫差小可以使空調區域溫度均勻，即減少區域的溫度偏差，同時使得氣流分布比較穩定。因此，當溫濕度的控制精度高時，應取比較大的送風量和較小的送風溫差。，及負載設備功耗的動態變化，精密空調群無奈做到人為控制按照需求運行，機房發燒質變化無規律可以遵守，所有室內風機全速運行,機房空調顧名思義其是一種專供機房使用的高精度空調，因其不但可以控制機房溫度，也可以同時控制濕度，因此也叫恒溫恒濕空調機房專用空調機，另因其對溫度、濕度控制的精度很高，亦稱機房精密空調。，壓縮機由每臺空調單獨依照本人的需求進行掌握，此種運行模式從運行用度角度來說是不經濟節能的。假如強迫空調群中的冗余設備進行關機運行，由于機房氣流組織及溫度變化法則很難控制，人為控制空調的開機與關機也很難做到機房平安，因此可能存在局部溫度不可控的景象。因此，機房精密空調群控対機房節能起到至關主要的意思。
機房專用空調群控節能的思路是：在保障機房設備正常運行的前提下，通過減少冗余空調設備的運行時光，來降低整個機房的能耗，實現空調系統的備份/輪循功能、層疊功能、防止競爭運行功能、延時自啟動功能。
聯合曙光自適應集群功率與能耗監控系統，進行精細空調集群集中管理，管理軟件依據CPU占領率計算每一排的服務器功耗，根據負載分布情況及精密空調散布情況準確節制相應地位空調的工作狀況，其中主要包含壓縮機的啟停和空調室內機的風扇啟停。精密空調通過RS485網絡與協定轉換器通訊，協議轉換器通過以太網與管理節點協同工作，這樣使不同廠家的精密空調(存在監控功效)可以通過曙光尺度協議接口與治理節點進行數據交互每個服務器機柜內裝置兩個無線溫濕度探頭，每排機柜形成一個網絡，通過物聯網的組網方法構成一個溫濕度監控網絡，并通過以太網將數據上傳至管理節點，造成雙層監控網絡，在監測到服務器到溫的時候，開啟機房空調，在節能的同時確保設備保險。
二、樹立機房散熱及氣流組織模型
由專業的散熱工程師利用計算流體能源學(CFD)技術，針對中心機房空調氣流組織特征的數值分析與模型試驗,深刻分析中心機房內部的氣流速度場、溫度場分布,并在此基礎上得出公道的冷量調配設計方案,取得最佳的送回風狀態,滿足設備的散熱需要,同時使空調負荷降低,得到最優冷量配置的效果。目前主要通airpak或fluent模擬軟件進行實現。
機房CFD氣流組織模仿圖
三、針對機柜增添盲板
機房一部分機柜內，因為設備數量較少，導致冷風從機柜下部向長進入機柜后，很大一部門冷風未經由設備直接進入機房內，這樣就導致了空調的送風短路，使空調的制冷效率大大下降。
采用封堵風道的方式減少風的短路，提高空調的制冷效率,精密空調要求高的空調房間在建筑方面也有特殊的要求，以減少外界的擾量對空調房間的影響。我國規范對有精度要求的空調房間的外墻朝向、維護結構最大傳熱系數、樓層等都有明確的規定。。詳細措施是在機柜內不安裝設備的空間安裝盲板，使冷風只能通過設備再送到機房內。
機柜增加盲板氣流組織示意
四、針對機柜安裝主動送風元件—ADU
傳統的地板下送風空調因為送風間隔較長，送風效率低，因而會導致出風口冷量及風量不足，不能滿意設備散熱需求。
針對此種情況，在出風口安裝主動出風裝置—ADU，ADU上裝有兩個或四個EC風機，風機可以根據機柜的負載情況進行轉速調速。通過這種自動送風安裝，可以提高空調送風效率，這樣就可以在知足制冷量及風量的需要情況下，減少空調開機的臺數，達到節能的效果。
機柜增加地板ADU氣流組織示意
ADU模塊效果
五、針對機柜進行冷通道封鎖
傳統的地板下送風形式的機房專用空調，屬于洋溢式送風。這種形式輕易造成氣流短路及送風量不夠的問題，導致空調的制冷效率很低。
現可以采取冷通道關閉的情勢，將冷熱氣流彼此隔分開來，避免氣流短路及冷熱風相混雜，這樣可以大大進步空調機的制冷效力，在可能滿意機房裝備畸形散熱的情形下，關掉一局部空調，這樣便能夠到達節能的后果。
六、機房添加新風系統
目前很多大型的數據中心，利用新風系統實現節能計劃。機房內由于空間密閉，設備發熱量較大，精密空調需要全年24小時不間斷運行，制冷、加濕工作時耗電量大。利用引入新風和焓值控制技巧，可在春、秋、冬季引入室外低溫空氣，封閉精密空調，同時在保證溫度、濕度和機房干凈度的前提下，達到節能的目標。
七、針對機房精密空調進行改造，使其具備做作冷卻功能—采用氟泵節能系統
傳統的地板下送風機房空調，在冬季室外環境較低的時候，仍須要制冷，不能充足應用室外天然冷源，節能效果較差。針對這種情況，可以針對空調系統進行改革進級，在原有的空調體系上增加氟泵機組，通過把持系統，使其在冬季外界環境較低的時候，關掉壓縮機，開啟氟泵系統進行制冷，由于氟泵較空調緊縮機比擬耗能較少，所以以中神思房為例，進行改造后，空調大概每年能節儉20%的電能耗費。
氟泵空調系統原理圖
綜合以上幾種節能改造辦法，對于老舊數據中心就地取材、發明問題，剖析出最適當的詳細解決辦法，并通過高智能化的監控和精致化管理保護，在保障高可用性和高牢靠性的條件下，最大化實現數據中心思房能耗的節能優化。
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