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ASHRAE新标准促进降低数据中心能源消耗

2017-06-13

中国电源产业网

导语：

　　近期的“商业建筑能源消费调查”(CBECS)显示，与商业建筑没有数据中心的相比，有数据中心的商业建筑，有着更密集的运算，需要更多的冷却能力与电力能源(每平方英尺消耗)。这并不意外，因为数据中心需要不间断运行，这就意味着无论是对冷却系统，还是电力系统都需要持续运行。

　　能源消耗的规模可能更令人震惊，据估计，数据中心空间消耗的能源是标准办公空间消耗的100-200倍。随着数据中心发展需要越来越多的电力能源，面临的压力就是考虑节能设计措施，从而降低运营成本、能源消耗。

　　新标准

　　鉴于日益对能源消耗的降低的关注，ASHRAE最近制定了“数据中心能源标准”90.4(2016)标准。90.4委员会主席罗恩?贾尔金(Ron Jarnagin)表示：“能源消耗在过去并不是数据中心的首要关注的任务，那时的业界人士将首要关注点放到风险管理上。”

　　90.4是旨在与90.1标准(除低层住宅楼宇之外的建筑物能源标准)协同工作的标准，该标准主要针对数据中心的能效要求。该标准是一个以性能为基准的设计标准，提供机械负荷(MLC)和电气损失(ELC)的设计元件。进行MLC和ELC的计算，然后与不同气候地区标准中的最大允许值相比较。一旦计算值不超过标准允许范围，则符合90.4标准。Jarnagin说。

　　“90.4标准主要针对”建立数据中心的能源效率的最低要求：设计、施工和运行维护计划，并利用现场或非现场可再生能源“而制定，适用于：

　　a)数据中心各系统;

　　b)新增数据中心各系统;

　　c)改造数据中心各系统

　　虽然新标准适用于新的和现有的数据中心，但它缺乏对如何设计或改造数据中心的具体要求。这是因为它是一个参考标准，它不提供强制性要求，如气流速率或设备类型等，更加侧重于更灵活的、更少约束的性能方法，Jarnagin说。 “我们非常努力地制定这个标准，尽力在不阻碍数据中心创新发展的同时，提供与节相关的标准。”

　　冷却系统的选择：

　　创新在数据中心领域是喜闻乐见的，制造商不断的推陈出新，提供多种不同类型的更少消耗能源的冷却设备。某电气冷却产品营销经理David Roden表示：“目前在数据中心蒸发冷却设备(CREC)使用率最高。 ”通过采用CREC冷却系统将部分电源消耗转移到IT 上，这将使数据中心运行更有效率，从而有助于降低降低功耗使用效率[PUE].“

　　(备注：蒸发冷却器好比是一个大风扇，将热空气抽到湿水垫上。当湿水垫中的水蒸发时，空气就被冷却，并被推出。温度可通过调节冷却器气流来控制。蒸发冷却器是根据它在一分钟内可改变的暖冷空气的量(CFM)以及它们运行所需要的能量来评级的。蒸发冷却在干燥的环境下性能最好，相对湿度越低，水分就越容易从垫中蒸发。)

　　具有节能装置的运行模式的高效率DX系统也能用，这使得数据中心能够构建出非常低的PUE，并且在数据中心室内看不见水。同时，还有其他新的多联机组具有节能器运行模式，使我们能够部署冷水系统，这些冷水系统的效率非常高，比采用冷却塔的传统系统使用的水量要少得多。“

　　尽管服务器冷却技术受限于位置，需求以及可靠性方面的因素，目前的主流依旧使用免费冷却(包括蒸发与直接使用外部空气)。“还有实现免费冷却的新技术和方法，如服务器浸没冷却，地下或海洋，但这对大多数数据中心来说都不实用。”

　　Arctigo新型低速通风(LSV)空气冷却器是降低能源消耗的另一种方法，LSV原理是通过调节空气流通模式来预防因压力变化、高空气流动速度和热岛效应等相关的物理现象，也就是说，在低速通风冷却数据中心，控制的是空气可用性，而不是空气压力。低速通风空气冷却器是专门为服务器机房冷却设计的。Seifert说：“这种方式制冷超低能耗，与传统技术相比可降低能耗多达 35–40%.避免高空气速度导致的热点，此外，由于LSV位于服务器机房外面，使访问变得更加便捷安全。”

　　尽管目前有很多新的冷却技术可用，但CRAC(风冷精密空调)依旧是数据中心基础设施的重要组成部分，Roden指出，优化这些空调将是重中之重。 “较旧的CRAC可以通过监控管理软件来控制湿度，但是随着ASHRAE对湿度控制的标准的放松，运维经理可以通过升级软件，控制空调参数来降低能耗。通过使用新的基础设施监控管理软件与工具，该软件可以自动完整数据中心CRAC温度设定值与气流的走向，从而有效提高冷却效率。

其他冷却方式

　　除了更换或优化冷却设备之外，还有许多其他方法可以提高现有数据中心的总体能源效率。 Roden说，这些策略中的许多都是廉价的，对日常操作的干扰很小，可以解决数据中心大约80%的能源浪费。“

　　这些包括实施数据中心基础设施管理[DCIM]解决方案，通过监测能耗来提高电力利用率，冷却能力和机架使用率; 安装高效UPS系统; 使用变频器[VFD]来改进对HVAC功能的控制; 并关闭未使用的设备，这是一个经常被忽视的基本步骤。“

　　其他节能方式：用于机架中的盲板，阻挡气流;并安装各种形式的气流遏制系统，以确保冷空气进入机架，同时尽可能快速收集热气流。 “在服务器机房内安装新的温度监测系统时 ;建立冷却系统控制(基于既定的温度设定值)，使得冷却设备与控制系统共同工作，增加或实现空气输送系统的变速; 调整温度设定值更接近ASHRAE指南中的较高值，例如标称72°-75°F.(22—24℃)

　　这些方式投入后会在几个月后就收到成效， “此外，许多地方的当地公用事业都推出奖励计划来帮助抵消这些成本。”

　　随着越来越多的数据中心运行商希望降低能源消耗，了解这些需求的的供应商将会根据这些需求推出越来越多适应市场的节能产品。

　　事实上，供应商是最了解数据中心需求，他们了解各种技术，产品和工具，并了解如何将其更好的应用于现有的数据中心。了解何时改造，如对现有数据中心增加气流遏制系统，变频器、空气节能器等，以及适时推出专业的服务(对数据中心进行效率评估或优化冷却系统)以及后续运维服务等。

　　综上所述，现在是为数据中心提供能源解决方案的最佳时机。

来源：数据中心运维管理

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