云计算 频道

数据机房节能与安全可靠运行的探讨

    【IT168 资讯】9月15日,2011中国绿色数据中心大会在北京隆重召开,会上就绿色数据中心节能问题,各大运营商、设备提供商及用户都发表了自己的见解,并展开了激烈的讨论。在谈到机房建设过程中的可靠性,投资,节能及运维等问题时,中金数据基础设施总工程师陈德全发表了自己的看法:具体原文如下

  各位领导、各位来宾、各位专家,大家下午好!我跟工行的李老师差不多,长期从事数据机房的运维、管理、建设和改造,所以我们在机房建设过程中,关注的是可靠性、投资、节能和运维、成本,下面先谈谈节能,然后谈一下在机房建设中,对一些设备选型的优缺点做一些探讨。

  先谈一下IT设备的节能。第一从运维管理的设备中,IT设备发展非常快,当初我们在使用的时候是高密度的、高性能的计算,所以说三到五年就要更新一代,数据处理能力可能在五年之内提高到20倍,如果说能够尽快的、及时的更新,就可以做到大大的节能。

  第二,IT设备的利用率不高,以前利用率是不同的,白天比较高,晚上比较低。还有是整合,不同的系统都自己建一套系统,这样的话资源利用就会相当低,就造成了能源的浪费,所以说资源的整合是一种措施。

  还有是IT设备利用率,白天和晚上或者说建设的初期利用率比较低的时候,如果选择休眠,这样的话就可以大大的节能。因为这种节能,我们设备如果能有30%的休眠,那么空调的制冷量也要下降30%,制冷效率就提高,节能也会达到40%到50%。

  这个问题前面已经谈了,就是直流供电的问题,因为UPS把交流变成直流,再把直流变成交流。现在用直流供电,但是直流供电就有一个问题,现在大型数据机房,距离缩短之后减少了几个环节,可以做到节能。还有是配置,节能的配置,配置要简单。

  运行的时候还有容灾备案的问题,现在要求不是太严格了,以前的时候容灾备案要求特别高,现在要求不是特别高。但是如果一路供电发生故障时,由一路带全部负载,相线电流加倍,零线电流也可能加倍,如果传输距离较长,零地电压非常大,很多用户不能接受。

  下面是UPS,一般来说,像电信、金融,要求高可靠性的部门,一般是2N的配制,利用率就非常低。如果我们采取休眠,这里面可能有一些风险,因为初期的时候可以,如果负载达到30%,正常一般要求在45%左右。如果30%的时候就用两台,这里当然有一个风险的问题,休眠唤醒这个瞬间的时候,加大负载的时候,UPS运行承担不了的话就要造成短路,就带来一定的风险。所以节能和安全之间有这么一个隐患。如果2+1的备份,这个时间要求厂商要提供,比如唤醒需要多长时间,在我的承受的范围之内可以用休眠的技术知道UPS的效率,满载的效率大概是92%、93%,负载低的时候效率肯定更低。

  现在我们了解到小容量的UPS可靠性也在逐渐增加,小容量的模块化UPS故障率较高,大容量的模块化UPS能否具备这种功能。作为用户来说,我们非常关注的就是可靠性,是否能够保证安全运行,还有可靠性的问题。大容量的UPS也在做,也在关注唤醒的时间。

  谈一谈空调系统的节能,前面很多专家、很多厂商都介绍了这方面的问题。空调系统的用电量都占60%以上,提高数据机房效率指标PUE值的关键是降低空调系统的能耗,从80年代末采用的是风冷式机房专业空调,无须另设专用机房,占地面积小,安装方便,一直沿用至今。但从2000年以后,机房面积越来越大,用电量越来越大,对制冷量的需求越来越大。

  节能的有效方案之一是水源热泵,在办公楼和宾馆使用,理论上是比较理想的方法。但是几年以后,管路内的泥沙和地下水硬度高在管道里的结垢,可能导致不能回灌,机房一年365天都须制冷,因此不能使用。

  第二个是风冷式冷水机组,优点是运行维护比较简单,可以通过板换利用外界自然冷却,节水,不占室内或地下室空间。缺点就是风冷的换热效果比水冷低,放在楼顶对楼板的承重要求高,就增加了建设投资。如果放在外面噪音就相对比较大,这里面说的是冷却塔的噪音,基本在70分贝以上。

  第三是8000千瓦制冷量以下制冷需求建议选用风冷式冷水机组,可以大大的减少维护工作量,降低水资源的损耗,可以选用低噪音机组,降低噪音对周边环境的影响。

  第四是水冷式冷水机组。优点是换热效率高,可以通过板换利用外界自然冷却,只有冷却塔需放置在楼顶。缺点是运行维护工作量很大,若使用开式冷却塔,耗水量非常大,在夏季高温高湿时段,冷却水温度有可能降不下来,若使用闭式冷却塔也有同样的问题,这样的问题在冷水机组满负荷运行的时候容易发生。

  还有是冷水机组加全新风空调机组,其实这个方式在70年代就已经使用了,那个时候机房的功率密度只有300-400KW/每平米,夏季利用冷水机组,冬季全新风。现阶段以一个楼层机房分面积1600平方米,IT设备用顶量3200KW,空调显冷量4160KW为例,送风量80万立方米/H,每秒要222立方米/s,风速是7米m/s,需32平方米送风面积。三分之一的新风补充,新风口面积11平方米,春季过度季节冷水机组间歇运行。冬季全部利用新风,冷冻水必须全部泄放,要造成上千吨水的浪费。

  下面谈一下安全可靠的问题。随着机房用电量的大幅增加,备用柴油发电机容量需求增大,以20000KW的用电量计算,实用功率1800KW,备用功率2000KW的柴油发电机需12台,如何配制是一个问题。如果采用高压发动机,前面也介绍了,高压发动机最大的好处是可以多台并机,同时可以采用高压的冷水机组,高压电缆比低压电缆的线径要小得多,高压开关比低压开关的容量要小得多,高压比低压节能,施工难度小。缺点就是按照高压操作的要求,必须手动转换,在突发事故的情况下,完成柴油发电机正常供电需5-15分钟,环境温度会急剧上升,可能引起服务器宕机,空调系统必须建蓄冷池,既增加投资和建设的难度,又造成耗能的增加。

  采用低压柴油发电机,优点是柴油发电机的投入可以通过ATS开关采用自动转换的方式,2分钟之内完成转换,基本可以不设蓄冷池。缺点就是增大电缆线经和开关容量,投资和损耗加大,因为难以多台并机,无备份。

  变压器顺序加电,采用高压柴油发电机,它的负载是变压器,如果是多台变压器,由于初加载不能超过柴油发电机额定容量的50%,因此必须顺序加电,才能保证安全供电。通过与部分设计院和大型高低压配电柜生产厂商了解,以前都没有考虑这个问题。如果采用低压柴油发电机冷水机组供电,也需顺序加电。初加电的负载应该是空调系统。

  综上所述,在数据机房的建设中,需要综合考虑安全可靠、投资、节能、绿色环保、运维、施工等多方面因素的多方面的平衡。谢谢大家!

0
相关文章