一是机房规划与设计。 在机房规划的过程中,要充分考虑节能的可能和空间。 影响数据中心能耗的因素除电源、UPS和空调的配置之外,还有更多因素需要考虑,因此在规划建设数据中心机房时,需要全面考量。 二是IT设备与技术。 数据中心真正的“用户”是IT设备,不应该忽视IT设备的工作温度和湿度。 如果选用了对工作温度和湿度都很敏感的IT设备,就不得不再花费大量的人力、物力去建立和维护耗能很大的空调保障系统。 除了工作温度和湿度,IT设备自身的能效比也需要关注。 IT设备能效比=IT设备每秒的数据处理流量或每秒的数据吞吐量/IT设备的功耗。 IT设备的能效比越高,意味着IT设备每消耗1瓦的电能,所能处理、存储和交换的数据量越大。 较高的IT设备能效比带来的一个好处是,可以大幅度地降低与数据中心机房配套的UPS、空调系统的容量及功耗,从而达到节能、节省投资和节省机房安装面积的目的。 西信最新的PUE值是1.6以内,远领先于国内平均水平。
数据中心在节能方面的潜力,是难以想象的。根据去年3月份工信部、国家机关事务管理局、国家能源局联合印发的《国家绿色数据中心试点工作方案》透露,随着信息化快速发展,全球数据中心建设步伐明显加快,总量已超过300万个,耗电量占全球总耗电量的比例为1.1%~1.5%,其高能耗问题已引起各国政府的高度重视。我国数据中心发展同样迅猛,总量已超过40万个,年耗电量超过全社会用电量的1.5%,其中大多数数据中心的PUE(平均电能使用效率)仍普遍大于2.2,与国际先进水平相比有较大差距,如美国数据中心PUE已达1.9,先进数据中心PUE甚至达到1.2以下,可以看到,我国在降低能源消耗方面发展空间极大。与此同时,人类社会从机械化、电气化、自动化一路走来,正迈进万物互联、万物智能的智能化时代,移动互联网、云计算、物联网等产业的崛起,使得需要节能改造的数据中心日益增多,据悉,2015年我国数据中心节能改造规模已达30亿元左右。“数据中心节能市场的空间是非常大的,在未来有望达到85亿元的市场空间。”南京佳力图机房环境技术股份有限公司高级工程师张卫星认为在这样一个广阔的市场下,无论是从厂商角度还是从客户角度出发,都应该去做更多的工作。面对数据中心能源消耗猛增的形势以及节能改造规模日渐扩大的局面,工业和信息化部节能与综合利用司处长尤勇强调,要把数据中心的绿色化改造要做深做细。“绿色数据中心将是我们工作非常重要的方向。3年前,工信部就联合发改委等五大政府部门共同发布《关于数据中心建设布局的指导意见》。去年,工信部又联合国家机关事务管理局、国家能源局制定了《国家绿色数据中心试点工作方案》(简称《方案》),并按照《方案》的要求,确定了84个国家绿色数据中心试点单位。不久前第一批《绿色数据中心先进适用技术目录》也已公示,引导数据中心积极采用先进绿色技术,构建绿色数据中心。绿色数据中心工作正由点到系统全面推开。”尤勇说道。
数据中心节能是一个系统的工程,涉及到多个方面,可以从下面几个方面着手。 服务器——热之源 软件调度及管理成为精细化管理能效的重要手段。 在服务器低负荷的情况下使其休眠以达到节能效果。 制冷——能用风不用水 不适合采用开放式水系统的地区,应该采用封闭式风冷系统。 与开放式相比,闭式系统不耗水,符合缺水地区的实际需求。 新风制冷、水冷适用不同的气候条件:夏季,水冷相比风冷节能60%;冬季风冷则比水冷节能30%.这应根据不同气候条件进行选择,当室外空气低于14℃时就可以采用自然风冷却技术。 关灯——节约照明用电 采用智能照明系统,实现按需照明;尽量利用自然光(顶部天窗,屋顶采光等);推广使用节能灯,目前普遍使用的白炽灯的发光效率只有大约10%,荧光灯的发光效率约为30%-40%,而高效节能灯的发光效率则可达到70-80%。 建筑围护——保障冷效率 数据中心墙体采用岩棉、玻璃棉、聚苯乙烯塑料、聚胺酯泡沫塑料及聚乙烯塑料等新型高效保温绝热材料以及复合墙体,降低外墙传热系数。 而采取增加窗玻璃层数、窗上加贴透明聚酯膜、加装门窗密封条、使用低辐射玻璃(low-E玻璃)、封装玻璃和绝热性能好的塑料窗等措施,改善门窗绝热性能,有效阻挡室内空气与室外空气的热传导。 采用高效保温材料保温屋面、架空型保温屋面、浮石沙保温屋面和倒置型保温屋面等节能屋面。 在南方地区和夏热冬冷地区屋面的采用屋面遮阳隔热技术。 适当的外遮阳布置,会比内遮阳对减少日射得热更为有效。 有的时候甚至可以减少日射热量的70%~80%.外遮阳可以依靠各种遮阳板、建筑物的遮挡、窗户侧檐、屋檐等发挥作用。 如果需要具体的一下解决方案可以私聊我
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数据中心节能技术与应用
今年服贸会上的“2023中国金融科技论坛”还听过他们分享。 据悉,金茂绿建云数科技技积极响应国家“双碳”战略,旨在打造绿色低碳智能数据中心标杆,助力绿色可持续发展。 听说是可以提供投建运一体化解决方案。 例如,大家比较熟悉的也是金茂绿建云数科技的首个能源中心+云计算中心耦合项目——南京江北新区云计算中心,在绿色节能方面就比较出色。 这个数据中心坐落于南京江北新区,规划建筑面积3.6万平方米,总投资10亿元,机柜数量3087架。 该数据中心符合GB-2017A级和Uptime Institute Tier III级设计标准,PUE低于1.3,的的确确做到了绿色节能。 同时,该数据中心也是金茂绿建云数科技首个算网融合业务落地的云计算中心,可面向全国为云游戏、云渲染、数字孪生等应用业务提供数据中心算力平台。 除了这些之外,南京这个数据中心除了获得了中国质量认证中心(CQC)颁发的A级数据中心等级证书,也获得了“2022年度长三角枢纽绿色数据中心奖”。 现在,金茂绿建云数科技还在杭州、成都等城市实现布局,平均PUE≤1.25,达到国家枢纽节点PUE标准,累计可满足160MW机柜需求。 已经服务的客户群体覆盖算力、互联网、金融、智能汽车、运营商、信创等多个领域。 同时,在绿色云计算中心建设方面,金茂绿建云数科技还具有A级机房认证、Uptime Institute Tier III级设计认证以及国家信息安全等级保护三级认证。
调高数据中心温度为保证数据中心里设备的良好运行,数据中心内全年保持恒温恒湿,温度维持在20℃~24℃。 国际标准要求平均温度是,冬季在18℃~22℃,夏季在21℃~25℃,温度的变化率下于5℃/h.温度对于数据中心非常重要,按照通用的评估方法,温度每提高10℃,可靠性要下降25%.数据中心这样常年保持在较低的温度虽然可以最大程度保障无局部热点,但是却造成了能源的极大浪费。 现在的数据中心设备都会做高低温实验,工作温度上限可达45℃,所以适当地提升数据中心的运行温度,不仅可以节约能源,而且并不会给增加设备的故障率。 目前,在数据中心行业提升数据中心的运行温度已经成为了普遍共识,有些数据中心专门采购耐温的设备,降低数据中心的能源消耗。 综合来看,适当提升数据中心运行温度不用多花一分钱,而且利大于弊。 评估数据中心设备运行情况数据中心里的设备多种多样,其中不乏有老旧设备,过老的服务器其工作效率只有新服务器的1/3,但是能耗却能达到新服务器的3倍,所以要及时淘汰掉这些老旧设备,将业务搬移到其它服务器上,虽然增加了其它服务器的一些负担,但整体能耗却降低了。 还有不少的数据中心,存在有大量的闲置服务器,可能周期性的运行一些应用,但长时间处于闲置,这就要将其关闭或者重新分配工作任务,要周期性的对数据中心设备的运行负载情况进行评估,有不合理的、偷闲的设备就要及时调整。 评估的标准是这些设备的CPU是否运行在正常的水平,有的设备长期CPU利用率只有20%,利用率过低,应该及时调整,一般服务器的CPU维持在50%左右就可以,可以保证正常业务的运行。 虚拟化技术的应用在数据中心通过部署虚拟化可以提升设备的使用效率,一般一个服务器只能跑一个业务或者几个业务,通过虚拟化技术,将服务器虚拟成多台设备,这些设备都独立运行,提升了服务器的使用率,这样就可以减少数据中心同时运行的服务器数量,当需要增加新的业务时再开启一些服务器。 一般的服务器运行功率都在400瓦左右,这样的服务器连续运行一天就会用掉十几度的电,虚拟化能在计划范围内针对低利用率或者高能耗对症下药。 及时关闭不必要的用电设备大多数的数据中心都是通过远程进行管理,进入到数据中心设备区的情况比较少,而我们进入数据中心机房时经常会发现,灯火通明,而这些机房几天也可能不会进来一个人。 大量的照明灯不仅造成能源的浪费,而且会增加机房的温度。
绿色数据中心(Green target=_blank>
国家发展改革委等部门近日联合印发文件,部署《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》,即“东数西算”方案,并着重强调了“加强绿色数据中心建设,强化节能降耗”。
“能该如何耗?”这个是新基建行业必须思考的“必答题”。
用电大户
数据中心和5G基站一样,在支撑数字经济发展过程中发挥着重要作用。赛迪顾问数据显示,2019年中国现有IDC数量大约有7.4万个,约占全球IDC总量的23%,其中,超大型、大型IDC数量占比达到12.7%。规划在建IDC数量320个,超大型、大型IDC数量占比达到36.1%。
调查数据显示,目前亚太市场仍是全球数据中心市场的亮点,2019年数据中心IT投资规模达到751.7亿美元,与2018年同期相比增长达到12.3%。未来市场的主要动力仍来自中国数据中心市场稳步发展。移动互联网、云计算、大数据、人工智能等应用的深化将会是市场动力的主要来源。
算力与经济增长密切相关。《2020全球计算力指数评估报告》显示,计算力指数平均每提高1个点,数字经济和GDP将分别增长3.3‰和1.8‰。对此,浪潮 科技 指出,对于经济增长的追求很容易导致地区数据中心出现“为建而建”的粗放式布局和重复建设问题。这就可能会出现清洁能源充足的地区没有数据中心建设规划,而电力紧张的地方布局了很多数据中心的问题。
此外,某些地区数据中心的机房、电力、网络等配套基础设施都是按照自己的需求进行规划和建设,并未遵守相应的规范。这便造成了看似发展得“遍地开花”,但实际上陷入了零散和“一哄而上”的状态。
另有分析认为,对现存数据中心进行节能改造亦存在不小难度。“改造成本高”、“技术难跟进”等都是摆在数据中心服务商面前的难题。
政策趋严
国家发改委等部门曾多次发文,倡导新基建产业向绿色可持续方向发展。《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》明确要求在大数据中心建设中,各方需推动数据中心绿色可持续发展,加快节能低碳技术的研发应用,提升能源利用效率,降低数据中心能耗。
《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》指出,数据中心、5G是支撑未来经济 社会 发展的战略资源和公共基础设施,也是关系新型基础设施节能降耗的最关键的环节。
而在具体指标上相关政策更是划定了日趋严格的标准。2019年2月工信部出台的《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》中明确规定,到2022年,数据中心平均能耗基本达到国际先进水平,新建大型、超大型数据中心的电能使用效率值达到(PUE)1.4以下。
PUE(Power Usage Effectiveness,电源使用效率)是国际上比较通行的数据中心电力使用效率的衡量指标。PUE 值是指数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源之比。PUE值越接近于1,表示一个数据中心的绿色化程度越高。
2021年7月,北京市发改委出台的《关于进一步加强数据中心项目节能审查的若干规定》更被称为史上最严格的PUE管控政策。规定特别强调了对于超过标准限定值(PUE值1.4)的数据中心将由北京市电力公司按月征收差别电价电费。
而根据2020发布的《中国液冷数据中心发展白皮书》显示,国内数据中心的PUE值普遍在1.4以上。
行业竞“低”
工信部发布的《国家通信业节能技术产品推荐目录(2021)》和《国家通信业节能技术产品应用指南与案例(2021)》就“降碳”问题为数据中心等相关新基建行业提供了节能技术和产品解决方案。内容特别指出,“降低能耗”、“提升能效”,是数据中心节能降碳的关键手段。
在相关指导出台之前,新基建的部分“龙头行业”在相关技术上对于PUE的竞低之争就已打响。
华为官方提供的信息显示,华为数据中心能源集团推出的FusionCol间接蒸发冷却系统技术能够将重点地区的PUE降至1.25以下。浪潮 科技 方面表示,通过采用间接蒸发冷却技术,目前能够实现全年自然冷和超长时间的100%自然冷,整体PUE可保持在1.2以下的水平。中科曙光方面则表示,依靠自主研发的相变式全浸没液冷技术已经将PUE突破性降至1.04。
企业方面对于低PUE的追求一方面受政策和行业标准的影响,而另一方面,从产品竞争力角度来看,低PUE的产品往往更能受到合作方的青睐。
熟悉IDC审批流程的业内人士告诉第一 财经 ,IDC的PUE指标和IDC许可证的审批是挂钩的。政府会依据IDC申请方的PUE及其他能评指标进行审核,并批复与之相对应规模的IDC许可证。换言之,若申请许可证的IDC的相关PUE达不到指标,极有可能申请不到与之需求相匹配的IDC。
数据中心规划设计绿色节能措施如何打造绿色节能数据中心,解决供电和散热问题,让数据中心管理员不必为节能而困扰?要做到绿色环保、技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,建议采用以下一些绿色节能措施:1、机房最好建在大楼的二、三层,距离大楼配电最近;2、机房尽量避免设在建筑物用水楼层的下方,造成机房水侵;3、机房选在建筑物的背阴面,以减少太阳光的辐射所产生的热量;4、排烟口设在机房的上方,排废气口设在机房的下方;5、主机房区域的主体结构应采用大开间大跨度的拄网;6、充分利用自然冷源,降低机房精密空调的使用率减少耗电;7、选用高效节能型IT设备;8、增加虚拟服务器的使用,便硬件在不增加能耗的情况下处理更多的工作量;9、在服务器不使用时将其自动转换为节能状态;10、只在设备需要时才开启制冷;11、各别地区可利用自然冷源,为机房设备降温,减少机房空调使用率;12、服务器机柜采用“面对面”或者“背对背”的摆放方式,并且封闭冷通道,降低空调冷源额外消耗;13、电力系统的合理分配;14、高可靠性新型技术的利用;总而言之,建设绿色节能高效的数据中心是未来数据中心建设的重点。 能源紧张是目前也是以后世界性的一个问题,建设绿色节能数据中心的一个主要目的也是为了降低设备能耗节省资源,这也符合整个社会发展的潮流,也是节约运营成本最直接的手段。 降低能耗是企业在每一个业务环节必须关注的问题,也是提高企业成本竞争力的有力保障。 在确保业务稳定运营的同时,降低IT长期运营成本是每一个现代企业的任务。
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