出版日期：2005-06-06　总期号：663　本年期号：21

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为机房贴上节能标 海阳 　　空调耗电、设备耗电、UPS系统耗电，机房中的一切设备都和电有着不解之缘，在保证系统平稳运营的前提下，构建“节能机房”成为了企业降低成本、贡献社会的又一目标。 　　炎热的夏季即将来临，企业机房的运营成本又要多出巨大的一块—空调电费。也许您没有想过，机房耗电真的如此之高吗？有没有什么办法可以降低一些不必要的成本？ 　　 　　让人吃惊的电力成本 　　 　　企业的数据中心机房是电力消耗的“大户”，由于IT设备常年24小时运行的需要，机房场地内要独立设置空调调节系统，为满足机房环境温度、湿度、空气含尘浓度的技术要求。 　　再加上用于机房环境条件技术保障的其他设备，以及IT系统本身的用电，构成了机房用电总负荷。而电费也就成了机房在运营维护中的重要支出。 　　随着夏季供电的紧张，电费的上涨，机房耗电使得企业的运行成本又增加了不少。 　　根据国家发改委的通知，自5月1日起，除居民生活、农业和中小化肥生产用电外，全国销售电价水平平均每千瓦时提高2.52分钱。 　　 　　机房省电刻不容缓 　　 　　面对如此严峻的电力供应市场，居高不下的机房电力成本，企业该如何应对？ 　　无论是从节省企业能源费用的角度，还是从响应社会节能的号召，积极做好自身的节能省电工作都是各个企业义不容辞的责任。 　　要节能，首先要找到问题的根本。 　　从机房用电分配上来看，IT设备占电能总能耗的44%，制冷系统占38%，电源系统占到15%，照明系统占3%。（见图1） 　　在IT设备用电无法削减的情况下，就需要想办法从制冷系统和电源系统上节约用电，或者说想办法在相同的条件下提高制冷设备的使用效率。 　　图1　机房中设备的耗电分布 　　图2、图3：机房中的冷热通道规划 　　图4　采用冷热通道后，机房中的热量分布图 　　 　　从制冷系统下手 　　 　　从图1可以看出，在机房中，除了必不可少的IT设备耗电，空调制冷设备的耗电量位列次席。据专家分析，一个典型的数据中心在初期投资时，制冷设备仅占投资额的6%，但其后期的电费支出却能占到整个数据中心电费支出的38%，是不折不扣的“耗电大户”。 　　为了尽可能让这一耗电大户降低损耗，用户应该在机房设施摆放方式和机房精密制冷系统选择两方面入手，降低电力的损耗。 　　首先，机柜的合理摆放将能够最大幅度提高空调的冷却效率，降低空调的耗电。 　　冷热空气混杂是机房中常见的情况，空调提供的冷气还没有进入机柜就已经变热了。因此制冷系统效率提高的关键在于冷热空气的有效区分，这样才能保证机柜内部IT设备能够在正常的温度下工作，让制冷的效果更加精确。 　　通过“热通道”（Hot Aisle）和“冷通道”（Cold Aisle）的方式，改变以往数据中心机柜面朝同一方向摆放的做法，采用“面对面、背靠背”的机柜摆放方式。（见图2、图3、图4） 　　这样符合了服务器等IT设备从正面进风、从后面排风的设计，将冷、热空气分区，避免前排机柜排出的温/热空气与冷空气混合进入后排机柜，导致制冷效果降低的问题，提高了制冷效率。 　　其次，机房内部统一的温湿度控制能够避免各空调间出现“工作矛盾”。“有的时候，我发现机房中的一台空调在加湿，而另外一台空调却在除湿，白白浪费了许多电能。”某机房负责人告诉记者。 　　以APC NetworkAir精密制冷解决方案为例，它采用模块化设计，能够实现温湿度的平均值控制。系统中的每个模块将检测到的温湿度信息发送到主控制器，主控制器计算温湿度平均值，将信息反馈给各个模块统一运行模式。 　　这避免了因不同空调间温湿度差异而造成的一部分空调在制冷，而另一部分在加热，一部分在加湿而另一部分在除湿的现象，防止了相抵触操作造成的低效率。 　　在典型的数据中心里，制冷效率如果降低20%，就可能导致整个电力消耗增加8%。但如果规划合理，机房的制冷系统可以节能20%～30%，即减少10%左右的总耗电量。 　　 　　别让UPS浪费电 　　 　　从机房用电分配的比例图上看，供电系统本身的耗电也占到15％的比例，也就是说，UPS利用率的高低也直接影响到耗电量的大小。 　　有的用户会以为，UPS系统安装之后，只是起到断电保护的作用。但实际上，UPS系统也会耗电，甚至耗电量还非常大，这部分损耗完全是没有必要的。 　　一般厂商都会提供UPS系统的一些工作参数，以APC公司Silcon（秀康）UPS为例，其输入功率因数为0.99，与输入功率因数为0.8的UPS相比，能够降低了系统中的无功功率和相应的损耗。 　　从UPS本身的效率讲，APC的Silcon UPS的工作效率为97%，自身耗电不超过3%，其余97%全部用于为系统提供电力。而如果UPS的工作效率为88%的话，UPS自身耗电就达到12%，提供给系统的电力就只有88%。 　　UPS自身效率低，必然使总体耗电量增加，电费的支出增大。 　　此外，在某些地区，用户会使用UPS与燃油发电机相配合，这时，输入功率的参数便更加重要了。 　　假如40KVA的系统，选择输入功率因数为0.99的UPS设备，此时对发电机而言，UPS相当一个纯电阻负载，所以只需要50～60KW的发电机即可，即UPS与发电机的比是1:1.3。 　　而如果UPS的功率因数过低，与发电机之比达到1:2或1:3，那么40KVA的系统就需要80～120KW的发电机才可以运行。高功率因数的UPS不仅在购买发电机的成本上节省了2～2.5倍的开支，更节省了发电机工作时消耗的能源。 　　 　　小结 　　 　　在第一阶段的几期NCPI专栏中，我们对NCPI的概念以及所涉及的一些应用领域向大家作了介绍。在7月份即将开始的第二阶段NCPI专栏中，我们将会深入用户现场，以实际的应用案例介绍NCPI解决方案的特色，敬请期待。 　　另外，如果您对前几期内容感觉意犹未尽或还有问题，请发送邮件到keven@ccu.com.cn。