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怎么利用節能解決方案打造綠色數據中心

admin 2015-03-03 09:24:52 0
  項目布景

  在公司既有的工作空間改建數據基地,對數據基地設計工程師而言是一項艱巨的使命。空間巨細、樓層高度、對外窗戶的有無和數量,都會產生極大的影響。耗費數據基地簡直一半電源的空調系統,更是影響機房是否節能的關鍵要素。

  臺達電子的臺北總部原有兩個數據基地,分處兩棟工作大樓。新的數據基地改建項目計劃將兩者合而為一,到達資本集中化和系統結合,更可具有高牢靠度、環保、及模塊化設計下的超高擴充性。

  臺達電子作為一家在世界各地都有出售網點、生產設備及研制基地的跨國公司,需求具有高度“計算機化”的系統以有用處理全球事務。為維護公司資本計劃(ERP)、電子郵件服務器、頁面服務器、及其他各種應用程序服務器等各種重要系統及 IT 應用,數據基地基礎設施的牢靠度是最高優先的思考要素。

  此外,也許更重要的是,臺達電子決計基于“Smarter, Greener, Together 共創智能綠日子”的理念,打造一個年平均電源運用功率(PUE)低于 1.43 的新機房,以契合Green Grid聯盟所界說機房功率的黃金級規范。

  項目計劃

  新建成的數據基地占地約230平方米,分為冷通道關閉區A/B及熱通道關閉區C/D,共有63套機柜,計劃在5年內到達240-280kW 的IT設備容量。還有獨立房間儲放兩套UPS及多組電池柜。用于顯現臺達InfraSuite Manager數據基地基礎設施辦理系統、IT設備運用率、及實時視訊監控的2x3 LCD 液晶面板電視墻,可實時、充分的對數據基地能耗進行監控并辦理機房設備。

  針對新數據基地的改造,臺達從空調系統、電源、機柜、環境辦理系統四大方面下手,詳細計劃包含:

  一、空調系統

  許多要素使得兩個舊機房每年耗費很多電力。舊數據基地的PUE值高達 2.01,即每 1kW 的 IT 設備功率耗費,需求等量的非 IT 功率耗費來冷卻。新的數據基地為大幅提高能效達到 PUE 1.43 以下的方針,臺達采納下列六大對策:

  疑問 影響 對策
1 短少冷/熱通道關閉 由于冷熱混風,必須設定較低的溫度 冷/熱通道關閉
2 傳統的氣冷式空調 冷卻功率偏低 高功率水冷系統
3 短少可變氣流量及可變水流量系統 即便在低負載也運用高電扇轉速 變頻HVAC
4 短少天然冷卻 春、秋或冬天無法運用外部冷空氣 運用天然冷卻
(氣側及水水側皆有)
5 未與大樓空調系統同步 未運用大樓空調系統獲得較佳能效 機房與大樓空調系統智能同步
6 機房及冷卻水溫度偏低 電力需要進步 進步溫度
 
 

  1. 冷/熱通道關閉及 RowCool 系列機柜式精細空調的運用

  冷/熱通道關閉設計方案,可防止冷熱空氣混合,進步冷卻功率。調配貼近熱源的臺達RowCool系列機柜式精細空調的運用,能夠有用移除熱門,防止IT設備過熱致使宕機。

  2. 冷凍水式空調系統

  相較于傳統氣冷式空調系統,冷凍水式空調系統可節能三成,以 40RT(冷凍噸)的系統為例,能耗可從 1.25kW/RT 降到0.89kW/RT。

系統 氣冷 水冷
能耗 1.25kW/RT 0.89kW/RT(削減-30%)
 
  3. 變頻 HVAC(高壓直流)系統

  RowCool系列機柜式精細空調的連續可調式電扇轉速,及水量操控有助于大幅節能,電扇速度下降一成,估量可節能27%。RowCool 系統中直流電扇及室外機組皆選用變頻技能。冷卻水塔的電扇選用可變氣流量操控,冰水主機和冷凝水泵浦則選用可變水流量操控。

  4. 天然冷卻Free Cooling(空氣側及水側)

  臺灣臺北市的天候情況下,一年里有46%的時間可選用天然冷卻。溫度低于25℃時,空氣側天然冷卻主動發動,將外部冷空氣導入機房,并將 RowCool機組、泵浦、冷卻水塔及冰水機組關機。溫度低于15℃時,水側熱交換器及冷卻水塔天然冷卻系統發動,機房冰水機組則關機下降能耗。

  5. 數據中心與大樓冰水主機智能同步

  臺達電子的臺北總部大樓獲認證為“鉆石級綠修建”,能耗較一般工作大樓低58%。大樓自身裝備兩套冰水主機系統:

  容量 功率 冷卻規模 工作時段
大樓冰水機組 工作區 日間
數據中心冰水機組 機房區 夜間
 
  數據中心冰水機組日間關機,運用大樓高功率冰水主機。夜間數據中心冰水主機開機,為數據中心提供涼氣。數據中心空調系統與大樓空調系統智能同步,將節能效果發揮到極致。

  6. 最佳機房溫度設定

  按國際標準的主張值,數據中心溫度改變規模在18~27℃及20~25℃之間。數據中心溫度一般盡管設定在契合主張規模的18~20℃之間,但仍有改進空間。

國際標準 溫度規模抱負值
TIA-942 20 ~ 25 ℃
ASHRAE TC 9.9 18 ~ 27 ℃
NBES 18 ~ 27 ℃
 
  大略估量,數據中心溫度每升高一度可帶來2~3%的節能。依此規矩,如把冷信道的溫度從18~20℃ 進步到 25℃,數據中心可節能10~14%。此外,RowCool系列機柜式精細空調的入水溫度也可進步進一步節能,一般的做法是將冰水入水溫度設定在7℃,如果進步到 13℃,數據中心可節能20%。

  除空調系統外,臺達數據中心全體基礎設施解決方案還運用到高功率電源系統、模塊化機柜及數據中心環境管理系統,使整個數據中心各方面都到達綠色節能。

  二、UPS電源系統

  數據中心對牢靠度、功率及擴大性的需要,對UPS電源系統是極大的應戰。新數據中心所選用的臺達Modulon DPH 系列 UPS,是新一代全模塊化、可熱刺進、AC-AC 功率達96% 的高性能UPS,其熱刺進電源模塊可支持數據中心從中長時間的無縫晉級。臺達的 PDC 及 PDU 也選用模塊化計劃,例如,其輸出斷路器可熱刺進、兩組配電盤各可擴大達 42 組斷路器。PDC 及 PDU具有優良的電源維護及監控才能,其彈性及擴大性可配合實踐的配電需要。

  三、機柜及配件

  氣流辦理關于裝備中高功率密度機柜的機房極為重要。臺達電子的臺北總部新機房長時間計劃機柜功率密度可達10~15kVA。模塊化機柜的開孔率達70%以上,可滿意高密度IT機房的需要。機柜具有高承載力,靜態承重達1420kg或動態承重達1000kg,不占太多名貴的機房空間。

  四、環境辦理系統

  臺達數據中心辦理系統(DCIM)系統的 InfraSuite Manager,結合各種設備及 IT 設備于單一平臺。環境監測器(EnviroProbe)搭配中央監測站(EnviroStation)可以對動力、電力系統、空調、環境、保全、財物、服務器監控等各種設備,進行無縫、實時及完好的辦理。PUE歷史紀錄可幫忙 IT 辦理人員,剖析及了解機房電源運用的功率。

  項目總結

  這座選用多種綠色空調、電源、機柜解決方案的節能數據中心現已改造完結并正式投入運用,可望達成以下節能效益:

  l PUE優化:PUE 值從 2.01 改進到 1.44(2014 年 7 到 10 月),估計可達成黃金級數據中心的方針。在冬天氣候下,PUE 將因天然冷卻而進一步進步。

  l 節能:與兩座舊數據中心的能耗比較,新數據中心的總能耗將降低30%。

  l 節約空間:臺達電子臺北總部的數據中心所占用的總空間從300平方米(兩座舊數據中心分別為170平米及130平米)縮減到230平米,削減23%。

      來源:機房監控 機房環境監控 機房監控系統 http://www.wwwaixxxx.com
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