數(shù)據(jù)中心能效研究報告

數(shù)據(jù)中心能效研究報告中國數(shù)據(jù)中心能效研究報告數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第1頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第1頁。PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANVIII前言+2025中綠色制造中的1）是支撐經(jīng)濟轉型的重要電子信息基礎設施和服務平臺2）是支持科技發(fā)展和創(chuàng)新的重要載體數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第2頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第2頁。核心任務之一就是承載該方面的需求。3）是信息安全的關鍵節(jié)點系統(tǒng)無法規(guī)避由于運行環(huán)境不能滿足要求而導致的功能喪失。4）是節(jié)能重點對象1.5%，據(jù)估算我國數(shù)據(jù)中7000多家數(shù)據(jù)的耗電量的調研，不考慮規(guī)模前提數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第3頁。在新常態(tài)下我國的數(shù)據(jù)中心領域的發(fā)展存在著挑戰(zhàn)又有著機遇。從人類社會經(jīng)濟的總體發(fā)展歷程來看經(jīng)歷了從農耕經(jīng)濟到工業(yè)制造數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第3頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第4頁。2025數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第4頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第5頁。更好的建設、利用、管理數(shù)據(jù)中心，關系我國經(jīng)濟的轉型發(fā)展、數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第5頁。目 錄一、數(shù)據(jù)中心能耗基本情況 1我國數(shù)據(jù)中心節(jié)能勢在必行 1我國政府對數(shù)據(jù)中心節(jié)能工作高度重視 3數(shù)據(jù)中心機房節(jié)能是深入推進節(jié)能的重點領域 4二、推進數(shù)據(jù)中心節(jié)能面臨諸多挑戰(zhàn) 5缺乏主動節(jié)能的內生動力 5用能管理與運行管理脫節(jié) 6IT設備增長缺乏科學規(guī)劃 7節(jié)能改造資金支持難以落實 7能耗計量不完備、不規(guī)范 8缺少明確、量化的節(jié)能目標 9缺乏節(jié)能技術知識和信息 9三、數(shù)據(jù)中心節(jié)能前提和常見問題 10物理環(huán)境 11業(yè)務保障 13信息安全 14綜合管理 16、常見高耗能問題匯總 19數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第6頁。、小規(guī)模機房問題分析 21數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第6頁。、常見耗能問題的解決方案 22四、能效提升技術手段及其適用范圍簡介 26直接自然冷卻方式 26間接自然冷卻方式 26機房圍護結構的保溫處理 274.4封堵 27合理調整機房內的設備布置，設立冷、熱通道 28優(yōu)化氣流組織，按需調整通風地板的數(shù)量和通風量 29封閉冷通道，對冷量及風量精細化管理 30封閉熱通道，對熱量進行預處理或適度排放 31安裝盲板封閉服務器機柜的空隙，防止氣流短路 31熱管式空調和液泵節(jié)能技術 32提高室外冷凝器的換熱效率 32及時更換新風過濾器 32調整機房空調的加濕范圍，引入濕膜加濕理念 33引入近距離送風和制冷理念，提高冷卻效率 33引入氣流遏制系統(tǒng)的理念，確保正確的氣流走向 34采用熱回收技術 34一體化的動力與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng). 34數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第7頁。五、數(shù)據(jù)中心電能使用效率的測試方法 35數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第7頁。PAGEPAGE10一、數(shù)據(jù)中心能耗基本情況我國數(shù)據(jù)中心節(jié)能勢在必行我國數(shù)據(jù)中心發(fā)展迅速。數(shù)據(jù)中心是一個聚集了大量計算設備、IT設備的場所，是實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息集中處理、年，北京數(shù)據(jù)中53.8%5年我國數(shù)據(jù)中心機房面積還需再翻一番。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第8頁。IT設備、空調系統(tǒng)IT設備和系統(tǒng)是核心，通過空調和IT24小時不間斷（1U）4kW0.48m28760數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第8頁。2009年全國數(shù)據(jù)中心總耗電量約為364億kWh，1.2%。另有研究顯示，2011年全國數(shù)據(jù)中心總耗7001.5%。PUE相似但考慮因素更符合我國國情）IT設備總電耗之比。電能1.9，谷歌、雅虎、微軟等大型用戶的最先進1.3。我國數(shù)據(jù)中心平均電能使2.0~2.53的數(shù)據(jù)中心。就大1.8~2.0之間，一些數(shù)據(jù)中心服務商的機房電能使用效率1.62.5。即可使數(shù)據(jù)中心IT設備系統(tǒng)、空調系統(tǒng)、配電系統(tǒng)平均實現(xiàn)節(jié)能25%、36%18%35%?？照{系統(tǒng)40%~65%。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第9頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第9頁。續(xù)發(fā)展能力。我國政府對數(shù)據(jù)中心節(jié)能工作高度重視（2011〕26號（201330號提出“開正在聯(lián)合國家能源局和國家機關事務管理局積極推進綠色數(shù)據(jù)中心家發(fā)展改革委支持國管局開展了中央國家機關數(shù)據(jù)中心節(jié)能改造工2025數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第10頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第10頁。2015年，數(shù)據(jù)中心電能使用效率值下降8”《通信業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃要求“新建大型云計1.5以下”，并將推進綠色IDC（互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心）和綠色基站建設作為發(fā)展重點之一，要求：IDCIDCIDC。推動采用精確送風、熱源快速冷卻等措施，優(yōu)化IDC機房的冷熱氣流布局?！睌?shù)據(jù)中心機房節(jié)能是深入推進節(jié)能的重點領域中心存在的辦公建筑中，數(shù)據(jù)中心能耗約占整棟建筑能耗的30%-40%2.51/3。被調查數(shù)據(jù)中心機房有一半以上沒數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第11頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第11頁。二、推進數(shù)據(jù)中心節(jié)能面臨諸多挑戰(zhàn)缺乏主動節(jié)能的內生動力數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第12頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第12頁。甚至打著信息化建設的旗號，為機房能耗快速增長爭取更多用電指標。用能管理與運行管理脫節(jié)數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第13頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第13頁。IT設備增長缺乏科學規(guī)劃IT設備的數(shù)量增長較快，用電增長迅猛。IT設備是數(shù)IT設備發(fā)熱量又是機房空調負荷IT設備的數(shù)量和使用情況在很大程度上決ITIT設備增長基本處于無序狀態(tài)。雖然對ITIT設備需求與業(yè)務量的關系缺少科學分析，為了確保滿足業(yè)務需求，經(jīng)常會多報預算。另外，IT設備來IT設備的保有量高于信息業(yè)務的實際需求，也超出正常的安全冗余度要IT設備的利用不充分，帶來了不必要的能源消耗。節(jié)能改造資金支持難以落實數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第14頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第14頁。能耗計量不完備、不規(guī)范31.6%的機房有分項計量，30.1%的機房只38.3%的機房無計量。此外，有分項計量的機房，IT設備系IT設備系統(tǒng)電ITUPS系統(tǒng)自身也消耗一部分電力（10~15%），所以這種方ITITUPS系統(tǒng)的總電耗。如果以此為準計算機房的電能利用效率指標將偏離實際情況。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第15頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第15頁。缺少明確、量化的節(jié)能目標織提出的表征數(shù)據(jù)中心能效的電能利用效率指標本身也不完善。第缺乏節(jié)能技術知識和信息數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第16頁。目前大部分數(shù)據(jù)中心的運維管理主要關注機房設備的正常運行，數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第16頁。知識就會知道，局部過熱很多時候并不是因為機房空調制冷能力不4際調研發(fā)現(xiàn)有些機房節(jié)能改造的投資回收期可達10年之久，這說明機房管理者對節(jié)能技術的認知不充分，對節(jié)能技術的選擇不合理。三、數(shù)據(jù)中心節(jié)能前提和常見問題數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第17頁。GB/T2887數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第17頁。機場地安全方面我國也有現(xiàn)行國家標準《計算機場地安全要求》。數(shù)據(jù)中心是容納一個計算機場地和它的支撐系統(tǒng)的一組建筑物、物理環(huán)境設備屬于核心設備，對支撐其運行的場地環(huán)境ITIT設備對IT設備及其輔數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第18頁。物理環(huán)境除了為數(shù)據(jù)中心信息系統(tǒng)提供一個安全且滿足其正常數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第18頁。數(shù)據(jù)中心安全中，物理安全是數(shù)據(jù)中心安全的基礎。物理環(huán)境又分為場地環(huán)境和安防監(jiān)控。場地環(huán)境IT設備運行環(huán)境環(huán)境與人員監(jiān)控系統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第19頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第19頁。出入口控制系統(tǒng)入侵報警系統(tǒng)業(yè)務保障)來保護數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)冗余數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第20頁。3數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第20頁。災難備份20988-2007《信息技術安全信息系統(tǒng)災難恢復規(guī)范》）。通過業(yè)務分析，明確關鍵業(yè)務進程并排定次序，按先后順序進行備份。災后恢復信息安全網(wǎng)絡安全數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第21頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第21頁。個或多個安全的內部網(wǎng)絡和非安全的外部網(wǎng)絡之間進行網(wǎng)絡訪問控入侵檢測技術入侵檢測技術是從計算機網(wǎng)絡或計算機系統(tǒng)中的若干關鍵點搜集信息并對其進行分析，從中發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡中是否有違反安全策略的行安全審計數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第22頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第22頁。系統(tǒng)安全為提高這些系統(tǒng)安全性而使用安全評估管理工具所進行的系統(tǒng)安全評估。數(shù)據(jù)安全主要指對數(shù)據(jù)的保存以及備份和恢復。日志綜合管理數(shù)據(jù)中心運維管理是對數(shù)據(jù)中心的各項管理對象進行系統(tǒng)的計管理制度數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第23頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第23頁。網(wǎng)絡管理制度包括網(wǎng)絡的準入管理制度、網(wǎng)絡的配置管理制度、網(wǎng)絡的運行/監(jiān)控管理制度等。系統(tǒng)和應用管理制度包括對主機、數(shù)據(jù)庫、中間件、應用系統(tǒng)的配置管理制度、運行/監(jiān)控管理制度、數(shù)據(jù)管理制度等。安全管理制度存儲備份管理制度包括備份數(shù)據(jù)的管理制度和備份設備的管理制度。故障管理制度包括對故障處理過程的管理制度、故障處理流程的變更管理制度、故障信息利用的管理制度及重大故障的應急管理制度等。人員管理制度管理流程數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第24頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第24頁。事件管理IT體系某一環(huán)節(jié)運行造成影響的事件，包括系統(tǒng)問題管理變更管理變更請求通常由于問題的解決方案中需要對生產環(huán)境進行某些通過一個單一的職能流程來控制和管理整個信息系統(tǒng)運行環(huán)境中的一切變更，范圍可包括軟件，硬件，網(wǎng)絡設備和文檔等的變更。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第25頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第25頁。環(huán)境中所有IT設備/系統(tǒng)及其配置信息得到有效完整的記錄和維護，包括各IT設備/配置管理流程著重于管理生產環(huán)境中所有必須控制的組成元素，并為其他相關流程(如事件管理等)提供信息，使這些流程更有效地運行，從而確保應用系統(tǒng)環(huán)境的完整性和穩(wěn)定性。人員及團隊IT資源現(xiàn)狀以及對技術支持的需求，組成各、常見高耗能問題匯總（一）維護結構及設備布局主要問題：數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第26頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第26頁。室外機擺放位置不當或由于空間問題，安裝過密，導致不利于散熱；空調室外機放置應避免噪音擾民問題；機房位于大樓頂層，保溫不好，溫升明顯；空調室外機維護不及時，造成效率降低。（二）空調系統(tǒng)及氣流組織主要問題機柜布置沒有按冷熱通道擺放；采用的送風方式不科學，為下送側回或側送側回；新風機使用的是換氣機，無法保證機房正壓；機房內個別機柜高溫，如屏蔽機柜散熱不好，為解決散熱19機房內無新風，且窗戶可以隨意打開，所以機房含塵濃度無法保證，塵土堆積；機房內暖氣無法拆除，且無法關閉，冬季出現(xiàn)空調制冷，暖氣加熱的極端耗能現(xiàn)象；數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第27頁。很多機柜下走線口沒有封堵，漏風嚴重，造成遠端機柜的風量很小數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第27頁?？照{區(qū)與主機區(qū)的回風由于各種阻隔，造成回風不暢；（三）運行管理主要問題：數(shù)據(jù)中心管理人員缺少節(jié)能管理專業(yè)知識，認為實行節(jié)能配電無計量，無法了解機房能耗情況；機房管理方法不正確，對改進意見不容易接受；機房局部有在熱通道設置風口的現(xiàn)象。、小規(guī)模機房問題分析從已有的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，目前我國的數(shù)據(jù)中心機房多數(shù)規(guī)模較由于使用單位的需求不同，對數(shù)據(jù)處理需求較小的單數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第28頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第28頁。大型數(shù)據(jù)中心一般較小型計算機機房更有利于進行整體節(jié)能設計、應用節(jié)能技術和實施節(jié)能管理。108個計算機機房的空調的數(shù)量和備用情況進行統(tǒng)46個機房沒有使用新61%、常見耗能問題的解決方案圍護結構及設備布局數(shù)據(jù)中心機房的圍護結構間接影響空調的制冷效果和室內溫度狀況。圍護結構不佳會導致冷量流失，造成較高的空調能耗。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第29頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第29頁。對采用玻璃幕墻的機房，應在原有玻璃幕墻的基礎上，空調系統(tǒng)及氣流組織解決方案：室內設定溫度過低的解決方案：數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第30頁。室內設定溫度過低一種原因是擔心信息設備不能有效運轉，但是根據(jù)《計算機場地通用規(guī)范（GB/T2887-2011）》，A級、B級電子信息主機房的環(huán)境溫24±1℃，雖然根據(jù)國外相關經(jīng)驗，適度提高室內27~28℃，可能不影響信息設備的運轉。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第30頁。某些數(shù)據(jù)中心由于氣流組織不合理，造成局部溫度過2.090%數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第31頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第31頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第32頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第32頁。統(tǒng)一整改，然后再結合數(shù)據(jù)中心各自的實際情況，進行綜合改造。運行管理IT設備外兩大首要耗電系統(tǒng)，對其進行適當合理的運維管理能取得良好的節(jié)能效果。解決方案：1）2）3）建立能耗監(jiān)管平臺，實行精細化管理。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第33頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第33頁。四、能效提升技術手段及其適用范圍簡介實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心機房的綠色節(jié)能減排，除了采用節(jié)能設備和節(jié)能措施直接自然冷卻方式間接自然冷卻方式數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第34頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第34頁。5~10度的前提下才能使用，機房圍護結構的保溫處理機房圍護結構的保溫主要是為避免因室內外冷熱交換導致空調功耗的額外增加。對于南方區(qū)域，室外溫度高于室內溫度的時間長，封堵機房內外的封堵主要是指對吊頂內或活動地板下的消防、強弱數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第35頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第35頁。地板孔洞封堵則是保證地板下的冷風有效利用的實用方法之一。合理調整機房內的設備布置，設立冷、熱通道數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第36頁。圖1.數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第36頁。目前推薦的設備布置方式是冷熱通道的布置方式，見下圖所示。圖2.推薦機房設備布置方式優(yōu)化氣流組織，按需調整通風地板的數(shù)量和通風量數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第37頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第37頁。封閉冷通道，對冷量及風量精細化管理圖3.傳統(tǒng)下走線機房封閉冷通道示例數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第38頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第38頁。封閉熱通道，對熱量進行預處理或適度排放圖4.機房封閉熱通道示例安裝盲板封閉服務器機柜的空隙，防止氣流短路數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第39頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第39頁。熱管式空調和液泵節(jié)能技術熱管空調在室外溫度低于室內溫度5度以上時可以通過關閉或提高室外冷凝器的換熱效率及時更換新風過濾器數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第40頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第40頁。7x24小時不間斷進行新風換氣。調整機房空調的加濕范圍，引入濕膜加濕理念顯節(jié)能效果。由于目前的機房空調機一般都同時具有溫濕度控制功引入近距離送風和制冷理念，提高冷卻效率數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第41頁。傳統(tǒng)的溫度控制系統(tǒng)是通過控制機房大環(huán)境，來影響機柜內溫數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第41頁。問題。就近制冷與傳統(tǒng)制冷方式相比除了具有控制環(huán)節(jié)少，效率高以引入氣流遏制系統(tǒng)的理念，確保正確的氣流走向氣流遏制系統(tǒng)簡單地說就是控制氣流流動的一系列設備或部件。它可以使氣流按照設計的要求流動，從而提高空調系統(tǒng)的效率，達到節(jié)能的目的。采用熱回收技術一體化的動力與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第42頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第42頁。也提高了機房的使用效率，從而達到節(jié)能提效的目的。五、數(shù)據(jù)中心電能使用效率的測試方法數(shù)據(jù)中心電能使用效率EEUE為同一時間周期內數(shù)據(jù)中心總電2887-2011對數(shù)據(jù)中心進行電能使用效率測量時，測量設備應采用精度為1級的電能計量儀表。數(shù)據(jù)中心應至少在以下位置安裝設置電能計量儀表或選為測量點。a、數(shù)據(jù)中心總電能消耗的測量位置應為變壓器低壓側（見圖5中A數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第43頁。數(shù)據(jù)中心能效研究報告全文共46頁，當前為第43頁。b、當列頭配電柜PDU無隔離變壓器時，數(shù)據(jù)中心信息設備電能消耗的測量位置應為不間斷電源UPS輸出端供電回路（見圖5中B點）。c、當PDU柜帶隔離變壓器時，數(shù)據(jù)中心信息設備電能消耗的測量位置應為