数据中心能源消耗巨大、能源利用效率低下的现状揭示了巨大的节能空间在数据中心行业,绿色节能自然成为当前和未来数据中心建设的主流需求。针对数据中心气流组织不良的问题,本文提出冷热气流控制优化方案,可有效控制冷热空气混合,提高制冷系统运行效率,减少数据中心的能源消耗。据统计,中国有超过50万个数据中心,其中80%是老机房。老机房规模小,建立时由于技术落后、方案陈旧,能源浪费较大。其中,以制冷环节为代表的制冷空调设备历史缺乏“全新优化部署”。制冷方案的能耗大大超过了要求的范围。主要问题如下:(1)机房空调能耗高、效率低是机房温度,经常表现为机房温度下降但设备持续运行在高温下,最终导致机房空调能耗高、效率低;冷空气对IT设备的均匀有效作用造成的;(3)设备的基本性能。一些老机房使用的空调设备陈旧,不重视能耗。尤其是水泵、风机、阀门、控制元件、操作方法等没有得到充分配置和使用,或者设备没有及时更换,导致整个空调系统故障。系统产生的功耗;(四)设计、施工和运行维护未采用节能优化方案的;(5)机房设计远景规划不到位。为保证数据中心行业的可持续发展,在大力发展该行业的同时,加大数据中心的节能力度势在必行。节能减排工作不仅可以减少对环境的破坏,履行社会责任,也是企业降本增效的绝佳方案。方案设计是节能改造的主要对象。老式机房一般采用机房空调作为制冷机构,达到降温目的。由于空调系统处理不专业,机房冷热风流量控制不当,致使制冷成为数据中心能耗问题的一大元凶。数据中心气流控制是冷却能源供应商面临的一个大问题。由于数据中心部署了大量的电子设备,主要是服务器,它们在运行过程中不断产生大量的热能。当制冷设备提供的冷空气和电子设备产生的热空气同时存在于机房内时,冷热空气就会混合,使室内温度不均匀,致使制冷效率低下。然而,为了使机房各个角落的电子设备满足应有的制冷需求,不得不人为降低制冷温度,加大空调功率,增加了不必要的能量损耗,增加了运行成本。因此,在进行数据中心节能改造时,优化机房内部冷热空气的控制,减少热点的产生成为了一个重要的方向。针对该问题,开展了数据中心冷热气流控制的优化方案设计。1、冷热通道的部署与隔离服务器和一些电子设备的风流通常以前进后出的形式出现。如果服务器都朝向一侧,改变机柜的部署位置可以快速优化室内冷热气流的控制。服务器与电子设备以“面对面、背靠背”的形式放置,形成冷热通道结构,有效隔离冷热空气,如图2所示。在此基础上,采用冷热隔离方式可以有效控制数据中心内部冷热空气的混合。同时,可以将热通道内的热能集中引导至空调设备,从而提高空调设备的效率,达到节能效果,如图3所示:当硬待改造数据中心的条件不允许重新调整机柜的位置,可以采用屏蔽的方式简单地隔离、引导和控制冷热空气。实验证明,仅通过冷热通道的调配优化,制冷系统能耗可节省10%以上。2、制冷系统送风优化制冷系统中冷空气与电子设备的传输距离越短,制冷效果越好,即制冷设备送风口与空气的距离越近电子设备的入口,效率越高,从而降低制冷设备的能耗。在实施优化送风机制的节能策略过程中,根据现场环境的不同,可分为向上送风和向下送风两种不同的选择。通过在机房顶部或活动地板下方制作风道,并在机柜前部制作出风口,可以将冷空气准确地送至电子设备前方的进风口。这一措施还可以减少冷热空气的混合,提高制冷系统的效率,降低运行成本。3、数据中心气流监测与管理在数据中心进行气流管理,设置传感器进行实时气流监测,利用CFD仿真软件对机房内的气流场进行模拟分析,如图4所示。根据计算结果确定主要热点的相关信息。然后,以按需调整的方式优化制冷设备的运行,提高制冷设备的工作效率。结论在导致数据中心能耗高的原因中,冷热空气混合是一个极大影响制冷设备效率的问题。采用冷热通道部署与隔离、制冷系统送风优化、气流监控管理等更加科学的策略和方法。可以解决以上问题,提高数据中心整个制冷系统的效率,达到节能的效果。
