数据中心节能关键技术及应用案例

数据中心节能关键技术

及应用案例以供水管网地理信息系统为基础整合供水企业所有数据资源、通讯资源、网络资源、系统资源，建立集供水各专题信息服务于一体的供水信息共享服务平台，以此为基础快速构建面向供水企业综合运营监管的综合业务应用平台，打破信息孤岛，实现信息的共享，实现供水企业的信息共享和协同办公，实现供水业务监控、管理、服务等业务的数字化、可视化与联动化，最终建成供水企业网络化办公，使企业的人力、物力、信息等资源实现共建共享与互惠互赢，改变现有各业务系统分散工作的局面，为供水企业的综合信息化监管开创一种全新的管理思路与模式，最终建成具有各供水企业特色的智慧水务综合运营平台，为企业的运营、调度指挥、分析决策提供有效的数据支撑；。具体分目标体现在：集成各供水业务支撑系统，实现数据的有效集成，为供水企业各部门间进行信息交互与共享奠定基础；将不同供水业务进行有效互联，进行跨业务的综合运营分析，实现面向供水企业宏观层面的综合运营监管与调度指挥决策（可同时实现对管网、用水户、供水量、水质、工程等运营信息的管理；巡检时间、漏水、爆管、用户投诉等异常信息进行浏览、监控查询、展示和分析）；为企业运营提供完善的评价体系和综合分析手段，为供水综合应急提供有力的信息化支撑，方便企业随时掌握供水企业的宏观运营情况。支持每台带外管理设备（DSR）需赋予一个IP地址，IP网段可独立于业务或办公网段，以保证业务网和办公网的安全。服务器与控制操作台（用户）之间不受地域限制，传输通过TCP/IP协议完成。带外管理对所管理的服务器及其他设备提供独立的管理通道，确保在服务器与网络中断时仍能进行管理操作。带外管理设备（DSR）可根据用户的需求增加或删减服务器，而不会影响到整个系统的正常运行。系统内每台带外管理设备均独立工作，且其信息与DSView上存储的信息互为备份，当某一台带外管理出现故障，只需替换上备份设备，进行数据同步即可，整个系统不会因设备故障而影响工作。系统专门设计了终端集线器，当DSR设备掉电、出现故障时，仍能保证服务器鼠标、键盘、显示器处于激活状态，换上备份设备后只需连上线缆，即可重新管理服务器，而不影响服务器的正常工作。目录1.数据中心用能现状及问题2.数据中心排热过程分析3.数据中心能效评价指标及节能途径4.数据中心节能技术应用案例5.结论与展望以供水管网地理信息系统为基础整合供水企业所有数据资源、通讯资源、网络资源、系统资源，建立集供水各专题信息服务于一体的供水信息共享服务平台，以此为基础快速构建面向供水企业综合运营监管的综合业务应用平台，打破信息孤岛，实现信息的共享，实现供水企业的信息共享和协同办公，实现供水业务监控、管理、服务等业务的数字化、可视化与联动化，最终建成供水企业网络化办公，使企业的人力、物力、信息等资源实现共建共享与互惠互赢，改变现有各业务系统分散工作的局面，为供水企业的综合信息化监管开创一种全新的管理思路与模式，最终建成具有各供水企业特色的智慧水务综合运营平台，为企业的运营、调度指挥、分析决策提供有效的数据支撑；。具体分目标体现在：集成各供水业务支撑系统，实现数据的有效集成，为供水企业各部门间进行信息交互与共享奠定基础；将不同供水业务进行有效互联，进行跨业务的综合运营分析，实现面向供水企业宏观层面的综合运营监管与调度指挥决策（可同时实现对管网、用水户、供水量、水质、工程等运营信息的管理；巡检时间、漏水、爆管、用户投诉等异常信息进行浏览、监控查询、展示和分析）；为企业运营提供完善的评价体系和综合分析手段，为供水综合应急提供有力的信息化支撑，方便企业随时掌握供水企业的宏观运营情况。支持每台带外管理设备（DSR）需赋予一个IP地址，IP网段可独立于业务或办公网段，以保证业务网和办公网的安全。服务器与控制操作台（用户）之间不受地域限制，传输通过TCP/IP协议完成。带外管理对所管理的服务器及其他设备提供独立的管理通道，确保在服务器与网络中断时仍能进行管理操作。带外管理设备（DSR）可根据用户的需求增加或删减服务器，而不会影响到整个系统的正常运行。系统内每台带外管理设备均独立工作，且其信息与DSView上存储的信息互为备份，当某一台带外管理出现故障，只需替换上备份设备，进行数据同步即可，整个系统不会因设备故障而影响工作。系统专门设计了终端集线器，当DSR设备掉电、出现故障时，仍能保证服务器鼠标、键盘、显示器处于激活状态，换上备份设备后只需连上线缆，即可重新管理服务器，而不影响服务器的正常工作。1.1数据中心数据中心用能现状及问题数据中心是一类特殊建筑，用来集中放置和管理各类IT设备（如服务器、交换机、高性能计算机、工作站等）及其配套设施（电源、照明、空调等），以实现对大量数据的存储、运算、通信、网络服务等功能，为不同需求的用户提供实时高效的信息处理服务。数据中心结构和功能示意图数据中心内部服务器机架以供水管网地理信息系统为基础整合供水企业所有数据资源、通讯资源、网络资源、系统资源，建立集供水各专题信息服务于一体的供水信息共享服务平台，以此为基础快速构建面向供水企业综合运营监管的综合业务应用平台，打破信息孤岛，实现信息的共享，实现供水企业的信息共享和协同办公，实现供水业务监控、管理、服务等业务的数字化、可视化与联动化，最终建成供水企业网络化办公，使企业的人力、物力、信息等资源实现共建共享与互惠互赢，改变现有各业务系统分散工作的局面，为供水企业的综合信息化监管开创一种全新的管理思路与模式，最终建成具有各供水企业特色的智慧水务综合运营平台，为企业的运营、调度指挥、分析决策提供有效的数据支撑；。具体分目标体现在：集成各供水业务支撑系统，实现数据的有效集成，为供水企业各部门间进行信息交互与共享奠定基础；将不同供水业务进行有效互联，进行跨业务的综合运营分析，实现面向供水企业宏观层面的综合运营监管与调度指挥决策（可同时实现对管网、用水户、供水量、水质、工程等运营信息的管理；巡检时间、漏水、爆管、用户投诉等异常信息进行浏览、监控查询、展示和分析）；为企业运营提供完善的评价体系和综合分析手段，为供水综合应急提供有力的信息化支撑，方便企业随时掌握供水企业的宏观运营情况。支持每台带外管理设备（DSR）需赋予一个IP地址，IP网段可独立于业务或办公网段，以保证业务网和办公网的安全。服务器与控制操作台（用户）之间不受地域限制，传输通过TCP/IP协议完成。带外管理对所管理的服务器及其他设备提供独立的管理通道，确保在服务器与网络中断时仍能进行管理操作。带外管理设备（DSR）可根据用户的需求增加或删减服务器，而不会影响到整个系统的正常运行。系统内每台带外管理设备均独立工作，且其信息与DSView上存储的信息互为备份，当某一台带外管理出现故障，只需替换上备份设备，进行数据同步即可，整个系统不会因设备故障而影响工作。系统专门设计了终端集线器，当DSR设备掉电、出现故障时，仍能保证服务器鼠标、键盘、显示器处于激活状态，换上备份设备后只需连上线缆，即可重新管理服务器，而不影响服务器的正常工作。1.1数据中心数据中心用能现状及问题不同类型的数据中心由造纸厂改造的芬兰谷歌数据中心俄勒冈州谷歌数据中心冷却塔水蒸汽布法罗地区Yahoo数据中心呼和浩特中国移动数据中心以供水管网地理信息系统为基础整合供水企业所有数据资源、通讯资源、网络资源、系统资源，建立集供水各专题信息服务于一体的供水信息共享服务平台，以此为基础快速构建面向供水企业综合运营监管的综合业务应用平台，打破信息孤岛，实现信息的共享，实现供水企业的信息共享和协同办公，实现供水业务监控、管理、服务等业务的数字化、可视化与联动化，最终建成供水企业网络化办公，使企业的人力、物力、信息等资源实现共建共享与互惠互赢，改变现有各业务系统分散工作的局面，为供水企业的综合信息化监管开创一种全新的管理思路与模式，最终建成具有各供水企业特色的智慧水务综合运营平台，为企业的运营、调度指挥、分析决策提供有效的数据支撑；。具体分目标体现在：集成各供水业务支撑系统，实现数据的有效集成，为供水企业各部门间进行信息交互与共享奠定基础；将不同供水业务进行有效互联，进行跨业务的综合运营分析，实现面向供水企业宏观层面的综合运营监管与调度指挥决策（可同时实现对管网、用水户、供水量、水质、工程等运营信息的管理；巡检时间、漏水、爆管、用户投诉等异常信息进行浏览、监控查询、展示和分析）；为企业运营提供完善的评价体系和综合分析手段，为供水综合应急提供有力的信息化支撑，方便企业随时掌握供水企业的宏观运营情况。支持每台带外管理设备（DSR）需赋予一个IP地址，IP网段可独立于业务或办公网段，以保证业务网和办公网的安全。服务器与控制操作台（用户）之间不受地域限制，传输通过TCP/IP协议完成。带外管理对所管理的服务器及其他设备提供独立的管理通道，确保在服务器与网络中断时仍能进行管理操作。带外管理设备（DSR）可根据用户的需求增加或删减服务器，而不会影响到整个系统的正常运行。系统内每台带外管理设备均独立工作，且其信息与DSView上存储的信息互为备份，当某一台带外管理出现故障，只需替换上备份设备，进行数据同步即可，整个系统不会因设备故障而影响工作。系统专门设计了终端集线器，当DSR设备掉电、出现故障时，仍能保证服务器鼠标、键盘、显示器处于激活状态，换上备份设备后只需连上线缆，即可重新管理服务器，而不影响服务器的正常工作。1.2数据中心能耗现状数据中心用能现状及问题世界数据中心耗电量分析[1]我国数据中心耗电量分析[1]数据中心能耗高：单位面积发热密度高，全年连续运行预计到2020年，全球信息技术相关的碳排放量将达到15.4亿吨[2]，占全球总碳排放量5%，已经成为温室气体排放的重大来源之一。2015年我国数据中心耗电量逼近1000亿度[3]。数据来源:[1]ICTresearch；[2]信息产业如何减少碳排放；[3]中国数据中心能效研究报告1.3数据中心的建设及扩张趋势数据中心用能现状及问题发展趋势数据机房投资年增长率25%耗电量年增长率10%~15%服务器功率增长，散热密度急剧增加[1][1]ASHRAETC9.9.数据处理环境热指南.杨国荣,陈巍,王振华,译.2版.北京:中国建筑工业出版社,2010.以供水管网地理信息系统为基础整合供水企业所有数据资源、通讯资源、网络资源、系统资源，建立集供水各专题信息服务于一体的供水信息共享服务平台，以此为基础快速构建面向供水企业综合运营监管的综合业务应用平台，打破信息孤岛，实现信息的共享，实现供水企业的信息共享和协同办公，实现供水业务监控、管理、服务等业务的数字化、可视化与联动化，最终建成供水企业网络化办公，使企业的人力、物力、信息等资源实现共建共享与互惠互赢，改变现有各业务系统分散工作的局面，为供水企业的综合信息化监管开创一种全新的管理思路与模式，最终建成具有各供水企业特色的智慧水务综合运营平台，为企业的运营、调度指挥、分析决策提供有效的数据支撑；。具体分目标体现在：集成各供水业务支撑系统，实现数据的有效集成，为供水企业各部门间进行信息交互与共享奠定基础；将不同供水业务进行有效互联，进行跨业务的综合运营分析，实现面向供水企业宏观层面的综合运营监管与调度指挥决策（可同时实现对管网、用水户、供水量、水质、工程等运营信息的管理；巡检时间、漏水、爆管、用户投诉等异常信息进行浏览、监控查询、展示和分析）；为企业运营提供完善的评价体系和综合分析手段，为供水综合应急提供有力的信息化支撑，方便企业随时掌握供水企业的宏观运营情况。支持每台带外管理设备（DSR）需赋予一个IP地址，IP网段可独立于业务或办公网段，以保证业务网和办公网的安全。服务器与控制操作台（用户）之间不受地域限制，传输通过TCP/IP协议完成。带外管理对所管理的服务器及其他设备提供独立的管理通道，确保在服务器与网络中断时仍能进行管理操作。带外管理设备（DSR）可根据用户的需求增加或删减服务器，而不会影响到整个系统的正常运行。系统内每台带外管理设备均独立工作，且其信息与DSView上存储的信息互为备份，当某一台带外管理出现故障，只需替换上备份设备，进行数据同步即可，整个系统不会因设备故障而影响工作。系统专门设计了终端集线器，当DSR设备掉电、出现故障时，仍能保证服务器鼠标、键盘、显示器处于激活状态，换上备份设备后只需连上线缆，即可重新管理服务器，而不影响服务器的正常工作。1.4数据中心能耗结构数据中心用能现状及问题能耗构成主要能耗：信息设备、空调系统其他能耗：电源系统、照明等辅助设备能耗高信息设备（~43%）

空调系统（~47%）、供电系统（~8%）辅助设备所占比例过高以供水管网地理信息系统为基础整合供水企业所有数据资源、通讯资源、网络资源、系统资源，建立集供水各专题信息服务于一体的供水信息共享服务平台，以此为基础快速构建面向供水企业综合运营监管的综合业务应用平台，打破信息孤岛，实现信息的共享，实现供水企业的信息共享和协同办公，实现供水业务监控、管理、服务等业务的数字化、可视化与联动化，最终建成供水企业网络化办公，使企业的人力、物力、信息等资源实现共建共享与互惠互赢，改变现有各业务系统分散工作的局面，为供水企业的综合信息化监管开创一种全新的管理思路与模式，最终建成具有各供水企业特色的智慧水务综合运营平台，为企业的运营、调度指挥、分析决策提供有效的数据支撑；。具体分目标体现在：集成各供水业务支撑系统，实现数据的有效集成，为供水企业各部门间进行信息交互与共享奠定基础；将不同供水业务进行有效互联，进行跨业务的综合运营分析，实现面向供水企业宏观层面的综合运营监管与调度指挥决策（可同时实现对管网、用水户、供水量、水质、工程等运营信息的管理；巡检时间、漏水、爆管、用户投诉等异常信息进行浏览、监控查询、展示和分析）；为企业运营提供完善的评价体系和综合分析手段，为供水综合应急提供有力的信息化支撑，方便企业随时掌握供水企业的宏观运营情况。支持每台带外管理设备（DSR）需赋予一个IP地址，IP网段可独立于业务或办公网段，以保证业务网和办公网的安全。服务器与控制操作台（用户）之间不受地域限制，传输通过TCP/IP协议完成。带外管理对所管理的服务器及其他设备提供独立的管理通道，确保在服务器与网络中断时仍能进行管理操作。带外管理设备（DSR）可根据用户的需求增加或删减服务器，而不会影响到整个系统的正常运行。系统内每台带外管理设备均独立工作，且其信息与DSView上存储的信息互为备份，当某一台带外管理出现故障，只需替换上备份设备，进行数据同步即可，整个系统不会因设备故障而影响工作。系统专门设计了终端集线器，当DSR设备掉电、出现故障时，仍能保证服务器鼠标、键盘、显示器处于激活状态，换上备份设备后只需连上线缆，即可重新管理服务器，而不影响服务器的正常工作。1.5数据中心能效指标数据中心用能现状及问题PUE=数据中心年总耗电量/信息设备年耗电量北京市数据中心机房PUE情况PUE1.5~2.02.0~2.52.5~3.0>3.0合计机房数（座）7165937比例18.92%43.24%13.51%24.32%100%国内大部分数据机房PUE>2.0有少量PUE在1.70附近的大型数据机房国外欧美国家相当数量的机房PUE≈2.0先进的机房PUE<1.70Google的机房(类型特殊)PUE<1.201.6数据中心空调系统现状及问题数据中心用能现状及问题以供水管网地理信息系统为基础整合供水企业所有数据资源、通讯资源、网络资源、系统资源，建立集供水各专题信息服务于一体的供水信息共享服务平台，以此为基础快速构建面向供水企业综合运营监管的综合业务应用平台，打破信息孤岛，实现信息的共享，实现供水企业的信息共享和协同办公，实现供水业务监控、管理、服务等业务的数字化、可视化与联动化，最终建成供水企业网络化办公，使企业的人力、物力、信息等资源实现共建共享与互惠互赢，改变现有各业务系统分散工作的局面，为供水企业的综合信息化监管开创一种全新的管理思路与模式，最终建成具有各供水企业特色的智慧水务综合运营平台，为企业的运营、调度指挥、分析决策提供有效的数据支撑；。具体分目标体现在：集成各供水业务支撑系统，实现数据的有效集成，为供水企业各部门间进行信息交互与共享奠定基础；将不同供水业务进行有效互联，进行跨业务的综合运营分析，实现面向供水企业宏观层面的综合运营监管与调度指挥决策（可同时实现对管网、用水户、供水量、水质、工程等运营信息的管理；巡检时间、漏水、爆管、用户投诉等异常信息进行浏览、监控查询、展示和分析）；为企业运营提供完善的评价体系和综合分析手段，为供水综合应急提供有力的信息化支撑，方便企业随时掌握供水企业的宏观运营情况。支持每台带外管理设备（DSR）需赋予一个IP地址，IP网段可独立于业务或办公网段，以保证业务网和办公网的安全。服务器与控制操作台（用户）之间不受地域限制，传输通过TCP/IP协议完成。带外管理对所管理的服务器及其他设备提供独立的管理通道，确保在服务器与网络中断时仍能进行管理操作。带外管理设备（DSR）可根据用户的需求增加或删减服务器，而不会影响到整个系统的正常运行。系统内每台带外管理设备均独立工作，且其信息与DSView上存储的信息互为备份，当某一台带外管理出现故障，只需替换上备份设备，进行数据同步即可，整个系统不会因设备故障而影响工作。系统专门设计了终端集线器，当DSR设备掉电、出现故障时，仍能保证服务器鼠标、键盘、显示器处于激活状态，换上备份设备后只需连上线缆，即可重新管理服务器，而不影响服务器的正常工作。目录1.数据中心用能现状及问题2.数据中心排热过程分析3.数据中心能效评价指标及节能途径4.数据中心节能技术应用案例5.结论与展望2.1数据中心排热本质数据中心排热过程分析传热过程室内传热过程室外传热过程热量采集热量传递冷源选择典型机房传热过程2.1数据中心排热本质数据中心排热过程分析1、换热过程本质分析2、换热温差本质分析设备发热室外大气当前冷却方式温差消耗大传热本质2.1数据中心排热本质数据中心排热过程分析通过循环于室内外之间的工质，实现芯片与室外冷源的换热，来实现利用自然冷源排热根本目标：维持芯片表面温度不超过给定温度稳定地排出芯片产生的热量对于确定的排热系统，ΔT＝RXQΔT：芯片表面温度－冷源温度

R：系统等效热阻

Q：要求的排热量2.1数据中心排热本质数据中心排热过程分析ΔT＝RXQ【驱动温差=热阻X排热量】当芯片温度－室外冷源温度>ΔT时，可以用室外冷源排热当芯片温度－室外冷源温度<ΔT时，需要运行制冷机，提供不足的ΔT，以满足排热要求ΔT越小，可以利用自然冷源的时间越长；在必须启动冷机时，要求冷机提供的ΔT也越小，从而冷机功耗小怎样减少ΔT？或者是怎样降低排热系统的等效热阻R？是充分用好自然冷源的关键2.2数据中心热量采集过程数据中心排热过程分析典型架空地板送风方式冷通道温度分布热通道温度分布机柜局部温度分布2.2数据中心热量采集过程数据中心排热过程分析传统数据中心散热形式运行时间长（全年不间断供冷）送风参数相对稳定高显热潜热比（显热负荷与潜热负荷之比通常大于0.95）大风量，小焓差模式耗电量大气流组织复杂传统集中式送回风方式存在的弊端2.3冷源过程数据中心排热过程分析选择合适的冷源形式风冷：干球温度蒸发冷却：湿球温度间接蒸发冷却：露点温度风冷（冷源为室外干球温度）蒸发式冷却（冷源接近室外湿球温度）间接蒸发式冷却（冷源接近室外露点温度）目录1.数据中心用能现状及问题2.数据中心排热过程分析3.数据中心能效评价指标及节能途径4.数据中心节能技术应用案例5.结论与展望3.1数据中心能效评价指标数据中心能效评价指标及节能途径气候类型、制冷形式影响数据中心制冷系统能耗IT负荷率、规模、安全等级影响数据中心整体能耗各影响因素带来的数据中心能效差异如何评价？3.1数据中心能效评价指标数据中心能效评价指标及节能途径GB50178-1993《建筑气候区划标准》能效如何比较？规模不同安全等级不同气候类型不同制冷形式不同解决方案将各因素对PUE的影响进行精细化考量分析不同条件给各个分系统带来的PUE变化将条件变化对各分系统的影响叠加后，作用于整体的基准PUE3.1数据中心能效评价指标数据中心能效评价指标及节能途径1寒冷地区、空气冷却式、安全等级B、负荷率100%、中等规模数据中心设定评价基准：PUE=22单一系统因不同条件引起的PUE差值累加例：将气候条件、安全等级、负荷率等的变化对制冷系统、UPS等能耗的影响分别进行计算3不同系统PUE差值累加例：将制冷系统、UPS、照明等的PUE变化差值进行累加，并作用于基准PUE值4条件变化后的PUE评价指标例：严寒地区、空气冷却式、安全等级A、负荷率25%、小规模数据中心3.1数据中心能效评价指标数据中心能效评价指标及节能途径100%25%50%75%负荷率负荷率直接影响IT设备能耗，制冷负荷的改变又会影响压缩机及输配系统能耗3.1数据中心能效评价指标数据中心能效评价指标及节能途径安全等级B级C级A级安全等级涉及冗余设施的配备，对安防设备等的要求3.1数据中心能效评价指标数据中心能效评价指标及节能途径不同地区数据中心空调系统全年能效比AEER3.1数据中心能效评价指标数据中心能效评价指标及节能途径25数据中心能效综合评价指标

修正值单一条件变化的能耗要求修正量压缩机加湿新风IT设备UPS供电照明其他辅助用房安全等级A000.02000.140000.02000.180B0000000000C0-0.020-0.0600-0.023-0.0040-0.0100-0.117气候条件（水冷）严寒-0.145000000-0.145寒冷-0.124000000-0.124夏热冬冷-0.058000000-0.058夏热冬暖0.0180000000.018温和-0.069000000-0.069气候条件（风冷）严寒-0.018000000-0.018寒冷00000000夏热冬冷0.0240000000.024夏热冬暖0.0510000000.051温和0.0120000000.012负荷率2500.1200.24000.3180.0360.0600.0600.1300.9645000.0400.08000.1090.0200.0200.0200.0500.3397500.0130.02700.0010.0070.0070.0070.0230.0841000000000000其他

0000000000根据安全等级、气候条件以及负荷率对PUE指标进行修正。修正值查表算例：严寒地区A等级水冷式75%负荷数据中心3.2分离式热管数据中心能效评价指标及节能途径热管技术热管技术是利用工质相变可实现远距离传热、装置适应性和密封性好等诸多优点数据机房热管排热系统基于分离式热管的数据机房自然冷源利用设备通过室内外的自然温差实现循环排热传热能力强、能耗低、可靠性高、环境适应性强3.2分离式热管数据中心能效评价指标及节能途径列间热管

参数：风机N+1配置。即插式风机，便于维护。列间热管安装于机架旁，占用机房空间（300mm）。风机具有调速功能。采用高温冷冻水（12℃以上），无凝结水。制冷冷媒为R22、R134a、R407c。3.2分离式热管数据中心能效评价指标及节能途径顶置式热管参数：吊顶式热管安装于机房的冷通道上方，不占用地面空间。风机具有调速功能。采用高温冷冻水（12℃以上），无凝结水。制冷冷媒为R22、R134a、R407c。3.3机柜级冷却数据中心能效评价指标及节能途径以机柜为单位进行冷却：换热器安装在机柜内，就近带走热量避免局部热点，增强散热能力可实现冷量按需分配换热器安装位置灵活：侧背板机柜前后双背板机柜后背板机柜工质选择：水（存在安全隐患）氟利昂3.3机柜级冷却数据中心能效评价指标及节能途径理论方法运用热管分布式冷却方法定量描述了系统各环节耗散成功解决了掺混和发热不均匀的问题3.3机柜级冷却数据中心能效评价指标及节能途径运行原理示意图产品外观图供冷量：3~15kW优点

不占用机房原地面空间

机房按需供冷，机房无局部热点风机功耗小提供100kW冷量，风机功率＜2kW100kW精密空调的室内风机功率为6~7kW3.4芯片级冷却数据中心能效评价指标及节能途径热管接入服务器带走cpu所占的60%的热量。其余40%热量由机柜前后两个背板换热器散出。

无水，无泵，维护方便，造价与能效比水冷的方案更优。换热器双级回路热管系统3.4芯片级冷却数据中心能效评价指标及节能途径双级回路热管系统3.5自然冷源利用数据中心能效评价指标及节能途径直接自然冷源利用优点：直接利用自然冷源，结构简单缺点：灰尘、湿度、滤网维护、空气中微量硫氧化物对IT原件腐蚀直接通风带来对IT元件的腐蚀（微量SO2腐蚀）3.5自然冷源利用数据中心能效评价指标及节能途径间接自然冷源利用优点：通过换热器换热，避免了直接引入室外空气而给室内环境带来的影响缺点：风阻大，风机能耗过高体积相对较大，与室外联系过多换热器容易堵塞，需经常更换过滤网，增加了机房的维护量

3.5自然冷源利用数据中心能效评价指标及节能途径自然冷源与蒸气压缩循环结合系统运行模式示意图优势：1.风机数量无需增加，模式切换无需阀门2.两循环相对独立，杜绝润滑油掺混3.管路简洁，加工方便4.过渡季两循环共同运行两循环并联，三种运行模式：分离式热管模式蒸汽压缩制冷模式双循环模式3.5自然冷源利用数据中心能效评价指标及节能途径自然冷源与蒸气压缩循环结合系统性能年运行时长计算结果北京地区数据中心传统与复合型制冷系统能耗指标CLF全年对比图（黑：传统蒸汽压缩制冷空调红：复合空调）3.6分布式系统数据中心能效评价指标及节能途径分布式冷却系统：

减小温差损失，提高冷源温度分离式热管将机架和冷水直接连接，温差损失小，冷源温度高均匀分配冷量，消除局部热点热量传递和冷量输配由空气改为热管（输配能耗小）通过支管将制冷剂“按需分配”给末端换热器避免大风量送风不均匀，消除局部热点温湿度独立控制热负荷：利用工质相变带走服务器散发的热量湿负荷：实时监测机房环境湿度，根据机房要求判断加湿或除湿3.6分布式系统数据中心能效评价指标及节能途径温度控制采用分离式热管解决机房显热排放问题，将蒸发端直接安装在机柜内部，就近排走机柜发热量，通过流量调节，可达到按需分配，适应机房发热不均一的特点。系统特点热管排热能力高，可适用于高发热密度机柜；提高送风温度，保证机房不发生结露现象；减少甚至杜绝气流掺混现象，缩短机房排热流程；可有效利用自然冷源，降低机房能耗。3.6分布式系统数据中心能效评价指标及节能途径多级式：采用多级热管，可进一步提高冷源温度串联式大温差冷水系统：夏季——冷机冬季——自然冷源过渡季——联动3.6分布式系统数据中心能效评价指标及节能途径湿度控制机房湿度传感器恒温恒湿机控制模块低于要求湿度加湿高于要求湿度除湿达到湿度要求达到湿度要求停止停止加湿方法：湿膜绝热加湿除湿方法：冷凝除湿目录1.数据中心用能现状及问题2.数据中心排热过程分析3.数据中心能效评价指标及节能途径4.数据中心节能技术应用案例5.结论与展望4.1案例一：XX局信息机房节能改造数据中心节能技术应用案例项目概况：机房位于北京市，属于A级机房。机房所处大楼共5层，机房位于大楼1层，机房面积约138㎡。IT设备即时输入功率约为30kW，机柜数量29个，单机柜功率约1kW。机房室内设定温度为23℃，共配置2台Liebert风冷型精密空调，单台空调的额定制冷量为45.3kW，采用地板送风、下送上回的气流组织方式。原机房空调日均用电量为463度，约占机房总日均耗电量的43%。通过机房空调系统节能改造，降低机房空调系统耗电量。4.1案例一：XX局信息机房节能改造数据中心节能技术应用案例改造方案：全风冷热管系统机房单机柜发热密度较低，机房IT设备总发热量较低，节能改造室内设备采用全风冷的机房用热管立柜机。配置机房热管立柜机3套，排热量30kW。监控系统：控制器带通信。机房总用电、空调用电分项计量。使用效果：平均每天节约用电296度，减少空调用电63%.4.1案例一：XX局信息机房节能改造数据中心节能技术应用案例室内室外机房平面布置图4.2案例二：XX部委信息机房节能改造数据中心节能技术应用案例项目概况：机房位于北京市，属于B级屏蔽机房。机房所处大楼共7层，机房位于大楼1层，机房面积约200㎡。IT设备即时输入功率约为80kW，机柜数量63个，单机柜功率约1.3kW，机柜呈9排分布。机房室内设定温度为23℃，共配置4台风冷型精密空调，单台空调的额定制冷量为80kW，采用地板送风、下送上回的气流组织方式。机柜单向布置，未使用冷热通道布局，前排机柜排出的热风与下一排机柜的进风掺混，提高了下一排机柜的进风温度，不利于机柜的冷却。4.2案例二：XX部委信息机房节能改造数据中心节能技术应用案例改造方案：热管立柜机+冷却塔机房单机柜发热密度较低，节能改造采用机房用热管立柜机。机房所处地区的自然冷源丰富，室外设备采用冷却塔加中间换热器（DCU）的形式。热管系统详细配置如下：室内设备：8台机房用热管排热装置，排热量为96kW室外设备：冷却塔+DCU监控系统：1套；机房用电、空调用电分项计量。使用效果：消除局部热点；平均每天节约用电414度，减少空调用电50%.4.2案例二：XX部委信息机房节能改造数据中心节能技术应用案例4.2案例二：XX部委信息机房节能改造数据中心节能技术应用案例室内环境改造前改造后温度区间：21~30℃温度区间：16~22℃4.2案例二：XX部委信息机房节能改造数据中心节能技术应用案例监控界面4.3案例三：清华大学图书馆数据机房节能改造数据中心节能技术应用案例项目概况：机房位于北京地区，属于B级机房。机房所处大楼共2层，机房位于大楼1层，机房面积约130㎡。IT设备输入功率约为50~60kW，机柜数量共41个。机房室内设定温度为23℃，机房空调选型过大、各空调机组缺乏统一控制、空调送回风掺混，导致空调设备能耗偏高；气流组织不合理，存在机柜排风通道局部热点。4.3案例三：清华大学图书馆数据机房节能改造数据中心节能技术应用案例改造方案：热管机柜+热管背板+冷却塔+高温冷机机房单机柜发热密度较低，考虑到将来机柜增容，节能改造室内设备采用热管机柜、背板形式，对柜内IT设备就地、按需供冷。室外设备采用冷却塔、冷水机、DCU的形式。热管系统详细配置如下：室内机：27个热管制冷一体式机柜、8个热管制冷背板室外设备：冷却塔+冷水机监控系统：1套；机房用电、空调用电分项计量。使用效果：规范气流组织，消除局部热点；改造后机房PUE由1.63下降至1.4；节能率50%.4.3案例三：清华大学图书馆数据机房节能改造数据中心节能技术应用案例原有空调：气流组织掺混严重改建空调：重新组织气流组织，利用自然冷源特点：热管型机柜进出风温度与机房室内温度一致将换热过程封闭在机柜内部，对室内环境没有影响4.3案例三：清华大学图书馆数据机房节能改造数据中心节能技术应用案例压机kW空调风机kWIT设备kW能效EER机房温度℃平均蒸发温度℃送回风平均温度℃机架平均进排风温度℃室外干湿球1月2日16.84.5582.723.58.714/2424/336/0.2℃5月7日18.04.2562.524.68.515/2524/3322/13℃8月10日21.04.6582.325.08.214/2525/3429/19℃冷却塔kW冷机1kW冷机2kW水泵kW机架风机kWIT设备kW能效EER环境温度℃供回水温度

℃机架平均进排风温度℃1月2日2.20022.9588.223.59.5/1823.8/24.25月7日2.27.6023.1584.024.612.5/2124.9/25.38月10日06.46.823.1593.223.09.2/1923.2/23.8原有空调系统改造后空调系统原有：机柜排风=室温+9℃改造：机柜排风≈室温4.1案例三：清华大学图书馆数据机房节能改造数据中心节能技术应用案例压机kW空调风机kWIT设备kW能效EER机房温度℃平均蒸发温度℃送回风平均温度℃机架平均进排风温度℃室外干湿球1月2日16.84.5582.723.58.714/2424/336/0.2℃5月7日18.04.2562.524.68.515/2524/3322/13℃8月10日21.04.6582.325.08.214/2525/3429/19℃冷却塔kW冷机1kW冷机2kW水泵kW机架风机kWIT设备kW能效EER环境温度℃供回水温度

℃机架平均进排风温度℃1月2日2.20022.9588.223.59.5/1823.8/24.25月7日2.27.6023.1584.024.612.5/2124.9/25.38月10日06.46.823.1593.223.09.2/1923.2/23.8原有空调系统改造后空调系统（相似气候条件）冷站能耗：大幅降低风机能耗：降低30%空调系统整体EER：大幅提高4.3案例三：清华大学图书馆数据机房节能改造4.3案例三：清华大学图书馆数据机房节能改造数据中心节能技术应用案例室内设备室外设备4.4案例四：重庆移动IDC12机房机房节能改造数据中心节能技术应用案例项目概况：机房位于西南地区，属于A类机房。机房所处大楼共14层，机房位于大楼12层，机房面积约460㎡。IT设备即时输入功率约为162.8kW。机房室内设定温度为23℃，精密空调总额定制冷量为210kW，空调设备即时输入功率79.2kW，不考虑设备增容，机房全年用电量约200万度，采用上部正面送风的气流组织形式，无风道设计。夏季机房空调高压报警频发，表明机房空调制冷量在夏季严重不足。机房放置大量发热密度较高的IT设备，局部热点问题严重。4.4案例四：重庆移动IDC12机房机房节能改造数据中心节能技术应用案例改造方案：热管机组+冷却塔+冷机机房空调采用上部正面送风的气流组织形式，机房空调安装位置距机房最远端距离为19米，导致机房最远端区域局部热点问题严重。采用机房用热管排热机组。机房所处的西南地区自然冷源有限，因此室外设备采用冷却塔、冷水机、中间换热器的形式。热管系统详细配置如下：室内设备：13台机房用热管排热机组，排热量为138kW。使用效果：消除局部热点；平均每天节约用电483度/天。4.4案例四：重庆移动IDC12机房机房节能改造数据中心节能技术应用案例4.4案例四：重庆移动IDC12机房机房节能改造数据中心节能技术应用案例吊顶机立柜机4.5案例五：山西移动计费机房节能改造数据中心节能技术应用案例项目概况：机房位于山西省。机房位于大楼2层，机房面积约550㎡。IT设备输入功率约为350kW。机房室内设定温度为23℃，机房空调设备为：8台上送风精密空调。机房局部热点现象较为突出，尤其是小型机机柜附近。局部热点区域的设备散热效果较差。机房内在局部热点区域增加了大功率的轴流风机，增加该区域的气流循环量，仍不能解决局部热点的问题。4.5案例五：山西移动计费机房节能改造数据中心节能技术应用案例改造方案：热管背板+自然冷源模块+冷机为机房内局部热点较严重的机柜加装SIS热管背板，实现机柜按需供冷。系统组成：室内部分包括：SIS热管背板及热管工质循环管路系统。室外部分包括：SIS自然冷却风冷模块、风冷冷水机组（水系统）。系统运行模式：炎热时段，风冷冷水机组供冷；其它时段：风冷冷水机组+风冷模块供冷。使用效果：消除局部热点，机房空调整体能耗降低20%，7~9月份平均节约用电2.3万度/月。4.5案例五：山西移动计费机房节能改造数据中心节能技术应用案例冷凝器蒸发器热管数据中心Q↑26℃20℃32℃16℃22℃25℃19℃15℃30℃21℃

外温：30℃露点温度：18℃制冷机：66％冷却塔：33％外温：25℃露点：12℃制冷机：0冷却塔：100％4.5案例五：山西移动计费机房节能改造数据中心节能技术应用案例室内设备室外设备机柜进风23℃出风23℃热管背板4.5案例五：山西移动计费机房节能改造数据中心节能技术应用案例4.6案例六：中国移动国际信息港数据中心节能技术应用案例二、方案设计-分布式热管排热机柜机房机柜列数（列）机柜总数（台）（不含列头柜）通信机房611170通信机房714256合计25426主要组成设备为：热管排热机柜+DCU+冷冻水4.6案例六：中国移动国际信息港数据中心节能技术应用案例二、方案设计-分布式热管排热机柜机房设备平面布置图以供水管网地理信息系统为基础整合供水企业所有数据资源、通讯资源、网络资源、系统资源，建立集供水各专题信息服务于一体的供水信息共享服务平台，以此为基础快速构建面向供水企业综合运营监管的综合业务应用平台，打破信息孤岛，实现信息的共享，实现供水企业的信息共享和协同办公，实现供水业务监控、管理、服务等业务的数字化、可视化与联动化，最终建成供水企业网络化办公，使企业的人力、物力、信息等资源实现共建共享与互惠互赢，改变现有各业务系统分散工作的局面，为供水企业的综合信息化监管开创一种全新的管理思路与模式，最终建成具有各供水企业特色的智慧水务综合运营平台，为企业的运营、调度指挥、分析决策提供有效的数据支撑；。具体分目标体现在：集成各供水业务支撑系统，实现数据的有效集成，为供水企业各部门间进行信息交互与共享奠定基础；将不同供水业务进行有效互联，进行跨业务的综合运营分析，实现面向供水企业宏观层面的综合运营监管与调度指挥决策（可同时实现对管网、用水户、供水量、水质、工程等运营信息的管理；巡检时间、漏水、爆管、用户投诉等异常信息进行浏览、监控查询、展示和分析）；为企业运营提供完善的评价体系和综合分析手段，为供水综合应急提供有力的信息化支撑，方便企业随时掌握供水企业的宏观运营情况。支持每台带外管理设备（DSR）需赋予一个IP地址，IP网段可独立于业务或办公网段，以保证业务网和办公网的安全。服务器与控制操作台（用户）之间不受地域限制，传输通过TCP/IP协议完成。带外管理对所管理的服务器及其他设备提供独立的管理通道，确保在服务器与网络中断时仍能进行管理操作。带外管理设备（DSR）可根据用户的需求增加或删减服务器，而不会影响到整个系统的正常运行。系统内每台带外管理设备均独立工作，且其信息与DSView上存储的信息互为备份，当某一台带外管理出现故障，只需替换上备份设备，进行数据同步即可，整个系统不会因设备故障而影响工作。系统专门设计了终端集线器，当DSR设备掉电、出现故障时，仍能保证服务器鼠标、键盘、显示器处于激活状态，换上备份设备后只需连上线缆，即可重新管理服务器，而不影响服务器的正常工作。4.6案例六：中国移动国际信息港数据中心节能技术应用案例五、项目照片以供水管网地理信息系统为基础整合供水企业所有数据资源、通讯资源、网络资源、系统资源，建立集供水各专题信息服务于一体的供水信息共享服务平台，以此为基础快速构建面向供水企业综合运营监管的综合业务应用平台，打破信息孤岛，实现信息的共享，实现供水企业的信息共享和协同办公，实现供水业务监控、管理、服务等业务的数字化、可视化与联动化，最终建成供水企业网络化办公，使企业的人力、物力、信息等资源实现共建共享与互惠互赢，改变现有各业务系统分散工作的局面，为供水企业的综合信息化监管开创一种全新的管理思路与模式，最终建成具有各供水企业特色的智慧水务综合运营平台，为企业的运营、调度指挥、分析决策提供有效的数据支撑；。具体分目标体现在：集成各供水业务支撑系统，实现数据的有效集成，为供水企业各部门间进行信息交互与共享奠定基础；将不同供水业务进行有效互联，进行跨业务的综合运营分析，实现面向供水企业宏观层面的综合运营监管与调度指挥决策（可同时实现对管网、用水户、供水量、水质、工程等运营信息的管理；巡检时间、漏水、爆管、用户投诉等异常信息进行浏览、监控查询、展示和分析）；为企业运营提供完善的评价体系和综合分析手段，为供水综合应急提供有力的信息化支撑，方便企业随时掌握供水企业的宏观运营情况。支持每台带外管理设备（DSR）需赋予一个IP地址，IP网段可独立于业务或办公网段，以保证业务网和办公网的安全。服务器与控制操作台（用户）之间不受地域限制，传输通过TCP/IP协议完成。带外管理对所管理的服务器及其他设备提供独立的管理通道，确保在服务器与网络中断时仍能进行管理操作。带外管理设备（DSR）可根据用户的需求增加或删减服务器，而不会影响到整个系统的正常运行。系统内每台带外管理设备均独立工作，且其信息与DSView上存储的信息互为备份，当某一台带外管理出现故障，只需替换上备份设备，进行数据同步即可，整个系统不会因设备故障而影响工作。系统专门设计了终端集线器，当DSR设备掉电、出现故障时，仍能保证服务器鼠标、键盘、显示器处于激活状态，换上备份设备后只需连上线缆，即可重新管理服务器，而不影响服务器的正常工作。目录1.数据中心用能现状及问题2.数据中心排热过程分析3.数据中心能效评价指标及节能途径4.数据中心节能技术应用案例5.结论与展望以供水管网地理信息系统为基础整合供水企业所有数据资源、通讯资源、网络资源、系统资源，建立集供水各专题信息服务于一体的供水信息共享服务平台，以此为基础快速构建面向供水企业综合运营监管的综合业务应用平台，打破信息孤岛，实现信息的共享，实现供水企业的信息共享和协同办公，实现供水业务监控、管理、服务等业务的数字化、可视化与联动化，最终建成供水企业网络化办公，使企业的人力、物力、信息等资源实现共建共享与互惠互赢，改变现有各业务系统分散工作的局面，为供水企业的综合信息化监管开创一种全新的管理思路与模式，最终建成具有各供水企业特色的智慧水务综合运营平台，为企业的运营、调度指挥、分析决策提供有效的数据支撑；。具体分目标体现在：集成各供水业务支撑系统，实现数据的有效集成，为供水企业各部门间进行信息交互与共享奠定基础；将不同供水业务进行有效互联，进行跨业务的综合运营分析，实现面向供水企业宏观层面的综合运营监管与调度指挥决策（可同时实现对管网、用水户、供水量、水质、工程等运营信息的管理；巡检时间、漏水、爆管、用户投诉等异常信息进行浏览、监控查询、展示和分析）；为企业运营提供完善的评价体系和综合分析手段，为供水综合应急提供有力的信息化支撑，方便企业随时掌握供水企业的宏观运营情况。支持每台带外管理设备（DSR）需赋予一个IP地址，IP网段可独立于业务或办公网段，以保证业务网和办公网的安全。服务器与控制操作台（用户）之间不受地域限制，传输通过TCP/IP协议完成。带外管理对所管理的服务器及其他设备提供独立的管理通道，确保在服务器与网络中断时仍能进行管理操作。带外管理设备（DSR）可根据用户的需求增加或删减服务器，而不会影响到整个系统的正常运行。系统内每台带外管理设备均独立工作，且其信息与DSView上存储的信息互为备份，当某一台带外管理出现故障，只需替换上备份设备，进行数据同步即可，整个系统不会因设备故障而影响工作。系统专门设计了终端集线器，当DSR设备掉电、出现故障时，仍能保证服务器鼠标、键盘、显示器处于激活状态，换上备份设备后只需连上线缆，即可重新管理服务器，而不影响服务器的正常工作。5.1结论结论与展望数据中心的冷却系统存在巨大的节能空间节能的核心是减少传热温差，利用自然冷源尽可能避免各种不同温度的气流掺混对机柜或服务器冷却，而不是对机房进行冷却采用温湿度独立控制技术合理选择自然冷源，并充分利用减少输送系统耗能，尤其是风机电耗充分采用各项技术措施，可以使机房空调节能70%以上，使机房用整体降低30%以上以供水管网地理信息系统为基础整合供水企业所有数据资源、通讯资源、网络资源、系统资源，建立集供水各专题信息服务于一体的供水信息共享服务平台，以此为基础快速构建面向供水企业综合运营监管的综合业务应用平台，打破信息孤岛，实现信息的共享，实现供水企业的信息共享和协同办公，实现供水业务监控、管理、服务等业务的数字化、可视化与联动化，最终建成供水企业网络化办公，使企业的人力、物力、信息等资源实现共建共享与互惠互赢，改变现有各业务系统分散工作的局面，为供水企业的综合信息化监管开创一种全新的管理思路与模式，最终建成具有各供水企业特色的智慧水务综合运营平台，为企业的运营、调度指挥、分析决策提供有效的数据支撑；。具体分目标体现在：集成各供水业务支撑系统，实现数据的有效集成，为供水企业各部门间进行信息交互与共享奠定基础；将不同供水业务进行有效互联，进行跨业务的综合运营分析，实现面向供水企业宏观层面的综合运营监管与调度指挥决策（可同时实现对管网、用水户、供水量、水质、工程等运营信息的管理；巡检时间、漏水、爆管、用户投诉等异常信息进行浏览、监控查询、展示和分析）；为企业运营提供完善的评价体系和综合分析手段，为供水综合应急提供有力的信息化支撑，方便企业随时掌握供水企业的宏观运营情况。支持每台带外管理设备（DSR）需赋予一个IP地址，IP网段可独立于业务或办公网段，以保证业务网和办公网的安全。服务器与控制操作台（用户）之间不受地域限制，传输通过TCP/IP协议完成。带外管理对所管理的服务器及其他设备提供独立的管理通道