摘要：文章分析了位于北京和廣州的3個(gè)大型數據中心的能耗數據，對數據中心節能存在的問(wèn)題分別進(jìn)行了分析診斷。從設計及運行管理兩大方面總結了目前數據中心普遍存在的共性問(wèn)題，為數據中心節能提供了方向。

0引言

       近年來(lái)隨著(zhù)國家對于信息化工作的重視,作為信息化基礎設施的數據中心快速發(fā)展。我國數據中心建設的數量多，建設質(zhì)量也在世界上處于靠前，主要采用了世界上較好的IT設備，較好的制冷設備，較好的精密空調，較好的控制系統。但是衡量運行水平的重要指標PUE卻未達到現金水平，差距還不小。中國制冷學(xué)會(huì )于2017年對上海市20家擁有500個(gè)機架的數據中心進(jìn)行了評測，大部分數據中心的PUE分布在1.6-2.3范圍內。中位值是1.80，平均值為1.97。距離《“十三五"國家信息化規劃》中提出的到2018年大型數據中心年P(guān)UE不高于1.5的要求差距較大。

       不同的數據中心存在不同的問(wèn)題，也有其共性的問(wèn)題，這些問(wèn)題在業(yè)內中已有資料反映。文章結合近期調查的數據中心為例，總結存在于節能運行中的共性問(wèn)題。

1北京某IDC數據中心

1.1工程簡(jiǎn)介

      該數據中心建筑面積20000㎡，在6B#大樓地下室建有冷凍機房。配置4臺離心式冷水機組、4臺冷卻水泵、4臺冷凍水泵，室外地面建有16臺冷卻塔；機房空調為水冷及風(fēng)冷兩種精密空調系統，空調面積約6000㎡。機房?jì)任丛O置冷熱通道。

為分析數據中心的能效，文章對數據中心的能耗和冷水機組的COP進(jìn)行了一年的監測記錄，并同時(shí)對運行管理措施及方法進(jìn)行了訪(fǎng)談，對冷凍水系統的水溫變化進(jìn)行了全程追蹤測試。

1.2能耗分布與PUE

     根據約一年的實(shí)測數據，該數據中心的能耗分布和PUE見(jiàn)表1,年P(guān)UE為1.8。對處于寒冷地區的北京，PUE值偏高。

1.3數據分析

     根據能耗分項數據，可以定量計算出空調系統各環(huán)節的相對關(guān)系，并進(jìn)行其合理性評價(jià)，見(jiàn)表2。

1.4主要存在的問(wèn)題

     根據能耗數據、訪(fǎng)談情況以及水系統狀態(tài)參數的測試結果，該數據中心的問(wèn)題主要為：

     1）主機效率偏低。主機效率(COP值)小于4.0。2019年7月16日測試期間，冷機冷卻水進(jìn)出口溫度3O.3℃/32.6℃,冷凍水出水溫度7℃，負載百分比為71%條件下，運行工況與《蒸汽壓縮循環(huán)冷水機組》(GB/T18430.1—2007)規定的額定條件十分接近。此條件下，主機COP應達到5.5。但主機效率僅為4.0，距離5.5還有不小差距。其原因與冷凍水的水質(zhì)、機組維護等因素有關(guān)。冷卻塔填料結垢嚴重，未及時(shí)清洗，使得冷卻水溫度偏高。

     2）水泵的能耗占比過(guò)高。設計狀態(tài)下，水泵的總能耗(含冷卻塔)應當只有主機的30%，實(shí)際使用中卻達到62%。冷水機組的防凍水溫差、冷卻水溫差均只2℃，說(shuō)明水流量偏大，水泵應可以減少流量。同時(shí)測試得到的水泵效率只有50%。

     3）分水器與集水器之間存在水量旁通。根據現場(chǎng)測試，末端機房?jì)人淇照{的進(jìn)出口溫度一般為7℃/14℃，溫差達到7℃以上。但冷凍站集水器內的溫度卻為8.8℃。說(shuō)明分集水之間存在大量的混水，供應到用戶(hù)的水量不足。

     4）機房?jì)染芸照{能耗過(guò)高。精密空調的能耗比冷水機組能耗還高。一般末端空調能耗應控制在空調系統總能耗≤25%以?xún)?，現已大大超出這一比例。按照冷凍機供冷量能力計算，2臺冷水機組全部開(kāi)啟時(shí)，機房?jì)鹊娘L(fēng)冷空調可以關(guān)閉，但機房?jì)人酗L(fēng)冷精密空調仍然全部開(kāi)啟使用。風(fēng)冷精密空調的使用補充了部分冷量，卻消耗了大量的電力。

     導致風(fēng)冷空調開(kāi)啟的原因包括:機房?jì)葴囟确植疾痪?，有的機房不同地點(diǎn)溫差相差10℃，存在局部熱點(diǎn)。局部熱點(diǎn)的存在，拉低了房間整體溫度，加大了供應能力需求。同時(shí)由于供應到水冷空調的水量不足，使得水量空調的供冷量不足，因而風(fēng)冷空調不得不開(kāi)啟。

     5）機房?jì)炔捎寐嗍綒饬鹘M織，沒(méi)有設置氣流冷熱通道。送回風(fēng)溫差小，只有3℃，加大了送風(fēng)輸送能耗。

     6）缺少智能化管理手段。雖然有動(dòng)力環(huán)境監測系統，但缺少節能管理的智能化控制系統，也沒(méi)有統一集中的能耗數據監測系統，使得管理人員對設備運行狀況無(wú)法細致了解。運維人員的主要精力放在保平安運行上。

     7）未利用自然冷源。北京地區冬季自然冷源資源豐富，但未采取任何技術(shù)措施加以利用。