数据中心能效研究报告

数据中心能效研究报告中国数据中心能效研究报告数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第1页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第1页。PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANVIII前言+2025中绿色制造中的1）是支撑经济转型的重要电子信息基础设施和服务平台2）是支持科技发展和创新的重要载体数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第2页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第2页。核心任务之一就是承载该方面的需求。3）是信息安全的关键节点系统无法规避由于运行环境不能满足要求而导致的功能丧失。4）是节能重点对象1.5%，据估算我国数据中7000多家数据的耗电量的调研，不考虑规模前提数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第3页。在新常态下我国的数据中心领域的发展存在着挑战又有着机遇。从人类社会经济的总体发展历程来看经历了从农耕经济到工业制造数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第3页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第4页。2025数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第4页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第5页。更好的建设、利用、管理数据中心，关系我国经济的转型发展、数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第5页。目 录一、数据中心能耗基本情况 1我国数据中心节能势在必行 1我国政府对数据中心节能工作高度重视 3数据中心机房节能是深入推进节能的重点领域 4二、推进数据中心节能面临诸多挑战 5缺乏主动节能的内生动力 5用能管理与运行管理脱节 6IT设备增长缺乏科学规划 7节能改造资金支持难以落实 7能耗计量不完备、不规范 8缺少明确、量化的节能目标 9缺乏节能技术知识和信息 9三、数据中心节能前提和常见问题 10物理环境 11业务保障 13信息安全 14综合管理 16、常见高耗能问题汇总 19数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第6页。、小规模机房问题分析 21数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第6页。、常见耗能问题的解决方案 22四、能效提升技术手段及其适用范围简介 26直接自然冷却方式 26间接自然冷却方式 26机房围护结构的保温处理 274.4封堵 27合理调整机房内的设备布置，设立冷、热通道 28优化气流组织，按需调整通风地板的数量和通风量 29封闭冷通道，对冷量及风量精细化管理 30封闭热通道，对热量进行预处理或适度排放 31安装盲板封闭服务器机柜的空隙，防止气流短路 31热管式空调和液泵节能技术 32提高室外冷凝器的换热效率 32及时更换新风过滤器 32调整机房空调的加湿范围，引入湿膜加湿理念 33引入近距离送风和制冷理念，提高冷却效率 33引入气流遏制系统的理念，确保正确的气流走向 34采用热回收技术 34一体化的动力与环境监控系统. 34数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第7页。五、数据中心电能使用效率的测试方法 35数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第7页。PAGEPAGE10一、数据中心能耗基本情况我国数据中心节能势在必行我国数据中心发展迅速。数据中心是一个聚集了大量计算设备、IT设备的场所，是实现数据信息集中处理、年，北京数据中53.8%5年我国数据中心机房面积还需再翻一番。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第8页。IT设备、空调系统IT设备和系统是核心，通过空调和IT24小时不间断（1U）4kW0.48m28760数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第8页。2009年全国数据中心总耗电量约为364亿kWh，1.2%。另有研究显示，2011年全国数据中心总耗7001.5%。PUE相似但考虑因素更符合我国国情）IT设备总电耗之比。电能1.9，谷歌、雅虎、微软等大型用户的最先进1.3。我国数据中心平均电能使2.0~2.53的数据中心。就大1.8~2.0之间，一些数据中心服务商的机房电能使用效率1.62.5。即可使数据中心IT设备系统、空调系统、配电系统平均实现节能25%、36%18%35%。空调系统40%~65%。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第9页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第9页。续发展能力。我国政府对数据中心节能工作高度重视（2011〕26号（201330号提出“开正在联合国家能源局和国家机关事务管理局积极推进绿色数据中心家发展改革委支持国管局开展了中央国家机关数据中心节能改造工2025数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第10页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第10页。2015年，数据中心电能使用效率值下降8”《通信业“十二五”发展规划要求“新建大型云计1.5以下”，并将推进绿色IDC（互联网数据中心）和绿色基站建设作为发展重点之一，要求：IDCIDCIDC。推动采用精确送风、热源快速冷却等措施，优化IDC机房的冷热气流布局。”数据中心机房节能是深入推进节能的重点领域中心存在的办公建筑中，数据中心能耗约占整栋建筑能耗的30%-40%2.51/3。被调查数据中心机房有一半以上没数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第11页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第11页。二、推进数据中心节能面临诸多挑战缺乏主动节能的内生动力数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第12页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第12页。甚至打着信息化建设的旗号，为机房能耗快速增长争取更多用电指标。用能管理与运行管理脱节数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第13页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第13页。IT设备增长缺乏科学规划IT设备的数量增长较快，用电增长迅猛。IT设备是数IT设备发热量又是机房空调负荷IT设备的数量和使用情况在很大程度上决ITIT设备增长基本处于无序状态。虽然对ITIT设备需求与业务量的关系缺少科学分析，为了确保满足业务需求，经常会多报预算。另外，IT设备来IT设备的保有量高于信息业务的实际需求，也超出正常的安全冗余度要IT设备的利用不充分，带来了不必要的能源消耗。节能改造资金支持难以落实数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第14页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第14页。能耗计量不完备、不规范31.6%的机房有分项计量，30.1%的机房只38.3%的机房无计量。此外，有分项计量的机房，IT设备系IT设备系统电ITUPS系统自身也消耗一部分电力（10~15%），所以这种方ITITUPS系统的总电耗。如果以此为准计算机房的电能利用效率指标将偏离实际情况。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第15页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第15页。缺少明确、量化的节能目标织提出的表征数据中心能效的电能利用效率指标本身也不完善。第缺乏节能技术知识和信息数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第16页。目前大部分数据中心的运维管理主要关注机房设备的正常运行，数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第16页。知识就会知道，局部过热很多时候并不是因为机房空调制冷能力不4际调研发现有些机房节能改造的投资回收期可达10年之久，这说明机房管理者对节能技术的认知不充分，对节能技术的选择不合理。三、数据中心节能前提和常见问题数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第17页。GB/T2887数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第17页。机场地安全方面我国也有现行国家标准《计算机场地安全要求》。数据中心是容纳一个计算机场地和它的支撑系统的一组建筑物、物理环境设备属于核心设备，对支撑其运行的场地环境ITIT设备对IT设备及其辅数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第18页。物理环境除了为数据中心信息系统提供一个安全且满足其正常数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第18页。数据中心安全中，物理安全是数据中心安全的基础。物理环境又分为场地环境和安防监控。场地环境IT设备运行环境环境与人员监控系统视频监控系统数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第19页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第19页。出入口控制系统入侵报警系统业务保障)来保护数据中心系统冗余数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第20页。3数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第20页。灾难备份20988-2007《信息技术安全信息系统灾难恢复规范》）。通过业务分析，明确关键业务进程并排定次序，按先后顺序进行备份。灾后恢复信息安全网络安全数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第21页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第21页。个或多个安全的内部网络和非安全的外部网络之间进行网络访问控入侵检测技术入侵检测技术是从计算机网络或计算机系统中的若干关键点搜集信息并对其进行分析，从中发现网络中是否有违反安全策略的行安全审计数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第22页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第22页。系统安全为提高这些系统安全性而使用安全评估管理工具所进行的系统安全评估。数据安全主要指对数据的保存以及备份和恢复。日志综合管理数据中心运维管理是对数据中心的各项管理对象进行系统的计管理制度数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第23页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第23页。网络管理制度包括网络的准入管理制度、网络的配置管理制度、网络的运行/监控管理制度等。系统和应用管理制度包括对主机、数据库、中间件、应用系统的配置管理制度、运行/监控管理制度、数据管理制度等。安全管理制度存储备份管理制度包括备份数据的管理制度和备份设备的管理制度。故障管理制度包括对故障处理过程的管理制度、故障处理流程的变更管理制度、故障信息利用的管理制度及重大故障的应急管理制度等。人员管理制度管理流程数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第24页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第24页。事件管理IT体系某一环节运行造成影响的事件，包括系统问题管理变更管理变更请求通常由于问题的解决方案中需要对生产环境进行某些通过一个单一的职能流程来控制和管理整个信息系统运行环境中的一切变更，范围可包括软件，硬件，网络设备和文档等的变更。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第25页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第25页。环境中所有IT设备/系统及其配置信息得到有效完整的记录和维护，包括各IT设备/配置管理流程着重于管理生产环境中所有必须控制的组成元素，并为其他相关流程(如事件管理等)提供信息，使这些流程更有效地运行，从而确保应用系统环境的完整性和稳定性。人员及团队IT资源现状以及对技术支持的需求，组成各、常见高耗能问题汇总（一）维护结构及设备布局主要问题：数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第26页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第26页。室外机摆放位置不当或由于空间问题，安装过密，导致不利于散热；空调室外机放置应避免噪音扰民问题；机房位于大楼顶层，保温不好，温升明显；空调室外机维护不及时，造成效率降低。（二）空调系统及气流组织主要问题机柜布置没有按冷热通道摆放；采用的送风方式不科学，为下送侧回或侧送侧回；新风机使用的是换气机，无法保证机房正压；机房内个别机柜高温，如屏蔽机柜散热不好，为解决散热19机房内无新风，且窗户可以随意打开，所以机房含尘浓度无法保证，尘土堆积；机房内暖气无法拆除，且无法关闭，冬季出现空调制冷，暖气加热的极端耗能现象；数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第27页。很多机柜下走线口没有封堵，漏风严重，造成远端机柜的风量很小数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第27页。空调区与主机区的回风由于各种阻隔，造成回风不畅；（三）运行管理主要问题：数据中心管理人员缺少节能管理专业知识，认为实行节能配电无计量，无法了解机房能耗情况；机房管理方法不正确，对改进意见不容易接受；机房局部有在热通道设置风口的现象。、小规模机房问题分析从已有的统计数据来看，目前我国的数据中心机房多数规模较由于使用单位的需求不同，对数据处理需求较小的单数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第28页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第28页。大型数据中心一般较小型计算机机房更有利于进行整体节能设计、应用节能技术和实施节能管理。108个计算机机房的空调的数量和备用情况进行统46个机房没有使用新61%、常见耗能问题的解决方案围护结构及设备布局数据中心机房的围护结构间接影响空调的制冷效果和室内温度状况。围护结构不佳会导致冷量流失，造成较高的空调能耗。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第29页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第29页。对采用玻璃幕墙的机房，应在原有玻璃幕墙的基础上，空调系统及气流组织解决方案：室内设定温度过低的解决方案：数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第30页。室内设定温度过低一种原因是担心信息设备不能有效运转，但是根据《计算机场地通用规范（GB/T2887-2011）》，A级、B级电子信息主机房的环境温24±1℃，虽然根据国外相关经验，适度提高室内27~28℃，可能不影响信息设备的运转。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第30页。某些数据中心由于气流组织不合理，造成局部温度过2.090%数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第31页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第31页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第32页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第32页。统一整改，然后再结合数据中心各自的实际情况，进行综合改造。运行管理IT设备外两大首要耗电系统，对其进行适当合理的运维管理能取得良好的节能效果。解决方案：1）2）3）建立能耗监管平台，实行精细化管理。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第33页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第33页。四、能效提升技术手段及其适用范围简介实现数据中心机房的绿色节能减排，除了采用节能设备和节能措施直接自然冷却方式间接自然冷却方式数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第34页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第34页。5~10度的前提下才能使用，机房围护结构的保温处理机房围护结构的保温主要是为避免因室内外冷热交换导致空调功耗的额外增加。对于南方区域，室外温度高于室内温度的时间长，封堵机房内外的封堵主要是指对吊顶内或活动地板下的消防、强弱数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第35页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第35页。地板孔洞封堵则是保证地板下的冷风有效利用的实用方法之一。合理调整机房内的设备布置，设立冷、热通道数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第36页。图1.数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第36页。目前推荐的设备布置方式是冷热通道的布置方式，见下图所示。图2.推荐机房设备布置方式优化气流组织，按需调整通风地板的数量和通风量数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第37页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第37页。封闭冷通道，对冷量及风量精细化管理图3.传统下走线机房封闭冷通道示例数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第38页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第38页。封闭热通道，对热量进行预处理或适度排放图4.机房封闭热通道示例安装盲板封闭服务器机柜的空隙，防止气流短路数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第39页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第39页。热管式空调和液泵节能技术热管空调在室外温度低于室内温度5度以上时可以通过关闭或提高室外冷凝器的换热效率及时更换新风过滤器数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第40页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第40页。7x24小时不间断进行新风换气。调整机房空调的加湿范围，引入湿膜加湿理念显节能效果。由于目前的机房空调机一般都同时具有温湿度控制功引入近距离送风和制冷理念，提高冷却效率数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第41页。传统的温度控制系统是通过控制机房大环境，来影响机柜内温数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第41页。问题。就近制冷与传统制冷方式相比除了具有控制环节少，效率高以引入气流遏制系统的理念，确保正确的气流走向气流遏制系统简单地说就是控制气流流动的一系列设备或部件。它可以使气流按照设计的要求流动，从而提高空调系统的效率，达到节能的目的。采用热回收技术一体化的动力与环境监控系统数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第42页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第42页。也提高了机房的使用效率，从而达到节能提效的目的。五、数据中心电能使用效率的测试方法数据中心电能使用效率EEUE为同一时间周期内数据中心总电2887-2011对数据中心进行电能使用效率测量时，测量设备应采用精度为1级的电能计量仪表。数据中心应至少在以下位置安装设置电能计量仪表或选为测量点。a、数据中心总电能消耗的测量位置应为变压器低压侧（见图5中A数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第43页。数据中心能效研究报告全文共46页，当前为第43页。b、当列头配电柜PDU无隔离变压器时，数据中心信息设备电能消耗的测量位置应为不间断电源UPS输出端供电回路（见图5中B点）。c、当PDU柜带隔离变压器时，数据中心信息设备电能消耗的测量位置应为