智能化機(jī)房的綠色化建設(shè)

李子乾，潘立杰，李陶崢，崔建海，孫林檀

（1.國(guó)家電網(wǎng)客戶服務(wù)中心北方分中心，北京 300301；2.北京眾誼越泰科技有限公司，北京　100101）

智能化機(jī)房的綠色化建設(shè)

李子乾1，潘立杰2，李陶崢2，崔建海2，孫林檀1

（1.國(guó)家電網(wǎng)客戶服務(wù)中心北方分中心，北京 300301；2.北京眾誼越泰科技有限公司，北京100101）

對(duì)智能化機(jī)房的綠色化建設(shè)符合節(jié)能減排、低碳環(huán)保的要求，是新時(shí)期機(jī)房發(fā)展的必經(jīng)之路。文章闡述了何為智能化機(jī)房，分析了傳統(tǒng)機(jī)房在建設(shè)上存在的問(wèn)題，提出了智能化機(jī)房綠色化建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)，最后對(duì)機(jī)房的綠色化建設(shè)給出了建議。

智能化機(jī)房；綠色化；建設(shè)

隨著信息社會(huì)的不斷發(fā)展，智能化機(jī)房正受到越來(lái)越多的重視，我國(guó)已經(jīng)將信息化機(jī)房作為核心工程開始發(fā)展。而隨著我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，能源消耗越來(lái)越快，環(huán)境污染問(wèn)題日漸突出，我國(guó)在此環(huán)境下提出了節(jié)能減排的號(hào)召。在新時(shí)期的社會(huì)發(fā)展中，節(jié)能減排是所有行業(yè)發(fā)展中的重要關(guān)注點(diǎn)。機(jī)房屬于高能耗的場(chǎng)所，特別是智能化的提高也造成了能耗的增大，所以說(shuō)智能化機(jī)房的綠色化建設(shè)是目前機(jī)房發(fā)展中的首要課題。

1　機(jī)房綠色化建設(shè)的現(xiàn)狀

1.1何為智能化機(jī)房的綠色化建設(shè)

目前為止，對(duì)于智能化機(jī)房的綠色化建設(shè)還沒有一個(gè)統(tǒng)一的定義，它是現(xiàn)在機(jī)房發(fā)展的必經(jīng)階段。機(jī)房的綠色化建設(shè)涵蓋了對(duì)整體建筑、機(jī)房的裝修、UPS電源、數(shù)據(jù)管理的效率以及應(yīng)用系統(tǒng)等［1］。降低機(jī)房的能耗綠色化建設(shè)的出發(fā)點(diǎn)，能耗的降低不只是針對(duì)機(jī)房主要設(shè)備，還應(yīng)涉及到空調(diào)、電源以及機(jī)房的空間等方面。對(duì)于機(jī)房來(lái)說(shuō)，后期運(yùn)行的維護(hù)成本比初始建設(shè)成本要多得多，所以說(shuō)對(duì)智能化機(jī)房的綠色化建設(shè)也不僅是降低電能的消耗，還有節(jié)約成本、降低能耗以及減少占地等全方位的綠色化建設(shè)。

1.2智能化機(jī)房綠色化建設(shè)指標(biāo)

1.2.1能源效率的指標(biāo)

智能化機(jī)房的能源效率指標(biāo)一般用電能利用率（PUE，Power Usage Effectiveness）來(lái)表示，其計(jì)算公式可表示為PUE=機(jī)房用電總量÷IT設(shè)備的用電量。其意義是指總輸入電能中實(shí)際用作生產(chǎn)的電能數(shù)值，PUE的值越小，說(shuō)明機(jī)房節(jié)能性越強(qiáng)。在我國(guó)，大部分智能化機(jī)房的PUE數(shù)值平均為3.0左右，而西方發(fā)達(dá)國(guó)家的智能化機(jī)房PUE數(shù)值達(dá)到了2.0左右［2］。

1.2.2 IT設(shè)備濕度范圍以及工作溫度

機(jī)房的IT設(shè)備如果對(duì)環(huán)境濕度和溫度比較敏感的話，后期就需要耗費(fèi)更多的人力物力財(cái)力維護(hù)空調(diào)系統(tǒng)，這無(wú)疑會(huì)增加能耗量。因此，在選擇IT設(shè)備時(shí)，要盡量選擇濕度溫度范圍均較寬的類型。

1.2.3 IT設(shè)備能效之比

IT設(shè)備每秒處理數(shù)據(jù)的流量數(shù)與功耗的比值即為 IT設(shè)備的能效比。能效比越高的IT設(shè)備，說(shuō)明該設(shè)備在單位能耗中處理數(shù)據(jù)的能力越強(qiáng)。所以在選擇服務(wù)器的時(shí)候，不僅僅要了解產(chǎn)品滿負(fù)荷運(yùn)作時(shí)的功耗和效率大小，還要了解非滿負(fù)荷運(yùn)作時(shí)的功耗和效率值。

1.2.4智能化機(jī)房中基礎(chǔ)設(shè)施利用率

考察機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施的利用率時(shí)，通常使用的指標(biāo)包括電源利用率、制冷設(shè)備綜合利用率以及布線是否合理等。其中，UPS電源是考察機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施的重要因素。減少熱量從外界進(jìn)入機(jī)房，同時(shí)降低機(jī)房?jī)?nèi)部的產(chǎn)熱是降低機(jī)房制冷設(shè)備能耗的根本所在。

1.3傳統(tǒng)機(jī)房中的問(wèn)題分析

1.3.1硬件方面存在的問(wèn)題

機(jī)房中硬件主要包括UPS電源、空調(diào)、布線以及監(jiān)控設(shè)備等。存在問(wèn)題主要有：傳統(tǒng)的機(jī)房中，制冷設(shè)備通常會(huì)因機(jī)房設(shè)計(jì)的不合理而變得局部過(guò)熱；電源線路布置過(guò)于緊密，存在著較大的安全隱患；機(jī)房?jī)?nèi)部布線太過(guò)緊密，極大的影響了空調(diào)的制冷效果；沒有配置UPS電源，不能保證機(jī)房設(shè)備的安全運(yùn)作。

1.3.2軟件方面存在的問(wèn)題

機(jī)房中的軟件一般包括存儲(chǔ)和服務(wù)器。在過(guò)去的10年間，傳統(tǒng)機(jī)房中的電力密度迅猛增長(zhǎng)，直接導(dǎo)致了業(yè)務(wù)的成倍增長(zhǎng)，機(jī)柜的密度大大增大，處理器的能力不得不相應(yīng)提高，最終極大的增大了機(jī)房對(duì)于電源的需求［3］。

1.3.3機(jī)房中的數(shù)據(jù)和應(yīng)用管理問(wèn)題

傳統(tǒng)機(jī)房中，對(duì)數(shù)據(jù)以及應(yīng)用的管理均比較的分散，應(yīng)用、存儲(chǔ)以及服務(wù)器之間達(dá)不到最佳的能效比。因此不得不增設(shè)更多的相應(yīng)設(shè)備，進(jìn)而增加了機(jī)房的空間、空調(diào)設(shè)備的占用，最終增加了機(jī)房整體的能耗。

2　智能化機(jī)房綠色化建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)

（1）新型技術(shù)。通過(guò)一定的創(chuàng)新技術(shù)將線路進(jìn)行簡(jiǎn)化，使復(fù)雜的線路變得簡(jiǎn)單，從而使得能耗的降低，并且提高后期維護(hù)的效率和安全性；運(yùn)用水平機(jī)架以及液體冷卻技術(shù)，對(duì)高密度的服務(wù)器實(shí)現(xiàn)快速的冷卻，減少了大型制冷設(shè)備的安裝和維護(hù)；在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)劃分?jǐn)?shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分配，從而實(shí)現(xiàn)成本的節(jié)約。

（2）虛擬化部署。通過(guò)虛擬化部署實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)以及應(yīng)用系統(tǒng)的遷移，實(shí)現(xiàn)設(shè)備利用率的極大提高，并大大的節(jié)省機(jī)房的內(nèi)部空間。

（3）選用密度高的硬件設(shè)備。選擇硬件時(shí)，要充分考慮到機(jī)房?jī)?nèi)部的空間設(shè)計(jì)，盡量選擇空間占用更小的設(shè)備，比如刀片型服務(wù)器。如果是設(shè)計(jì)新的機(jī)房，要盡量配置可作擴(kuò)展的模塊化設(shè)計(jì)。

3　對(duì)智能化機(jī)房綠色化建設(shè)的建議

（1）硬件設(shè)備。選擇UPS電源時(shí)，優(yōu)先考慮具有功率校正功能的UPS電源?？紤]空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，要根據(jù)機(jī)房所在地的環(huán)境氣候特征進(jìn)行綜合考慮。先選擇能耗較低的冷凍機(jī)，在結(jié)合實(shí)際情況配置相應(yīng)的變頻器，保證低負(fù)荷運(yùn)作時(shí)的能耗較低。

（2）機(jī)房裝飾裝修環(huán)境。根據(jù)不同的設(shè)計(jì)思路和技術(shù)路線，設(shè)置能耗最低的機(jī)房環(huán)境。比如在樓層外部加設(shè)保溫層、對(duì)于窗框以及玻璃選擇更合適的材質(zhì)、在室外安裝遮陽(yáng)板等。機(jī)房如果是空調(diào)下送風(fēng)，那就應(yīng)該對(duì)地板下面的空間進(jìn)行整治，保證送風(fēng)管道的暢通，并設(shè)計(jì)最為合理的氣流路線。

（3）降低PUE。實(shí)踐證明，空調(diào)系統(tǒng)如果用電量過(guò)高的話會(huì)導(dǎo)致PUE數(shù)值過(guò)高。為了降低PUE，可以考慮做如下改善。①進(jìn)行機(jī)柜內(nèi)的微環(huán)境溫濕度、電流電壓的監(jiān)控，這樣就可以對(duì)事故進(jìn)行預(yù)測(cè)和預(yù)防，加強(qiáng)對(duì)資源的合理利用，PUE值進(jìn)而降低；②減少對(duì)物理服務(wù)器的使用，并通過(guò)一定的虛擬化手段將物理服務(wù)器遷移到虛擬服務(wù)器中；③調(diào)整小型機(jī)或者刀片服務(wù)器等設(shè)備的位置，使發(fā)熱更為均勻；④更換掉通風(fēng)率低的地板；⑤將通風(fēng)板的位置調(diào)整到發(fā)熱區(qū)域較多的位置。

4　結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能減排的重視程度越來(lái)越高，智能化機(jī)房的綠色化建設(shè)已成為必然的趨勢(shì)。在建設(shè)機(jī)房時(shí)，如果能夠做好合理的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，減少能源的消耗，必能獲得理想的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，也定能在未來(lái)的綠色化進(jìn)程中立于不敗之地。

主要參考文獻(xiàn)

［1］楊國(guó)勛.綠色數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)［J］.中國(guó)信息界，2012（5）：5-7.

［2］楊波，祝唯微，劉寧.綠色智能化機(jī)房建設(shè)研究［J］.電力信息化，2012，10（6）：96-99.

［3］賴麗萍.綠色智能機(jī)房的需求與發(fā)展研究［J］.電子設(shè)計(jì)工程，2012 （19）：45-47，51.

10.3969/j.issn.1673-0194.2016.11.102

TP272

A

1673-0194（2016）11-0170-02

2016-04-26