把PUE从1.8降至1.5,这家12岁“高龄”的办公楼机房是如何做到的?

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2024年7月23日,国家发展改革委、工业和信息化部、国家能源局、国家数据局印发《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》,强调到 2025 年底,全国数据中心平均电能利用效率(PUE)降至1.5以下,并要求加快推进低效数据中心节能降碳改造和“老旧小散”数据中心整合改造。

 

很多老旧数据中心已经开始进行节能咨询,也开始进行小规模改造,但考虑到业务连续性、安全性、实施的可行性(如部分数据中心机柜上方布置管线,无法增加冷热通道等)、投资较大等因素,涉及到系统框架的大规模节能改造还很少。

 

 

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安全第一,省钱第二

 

中科仙络为客户进行节能改造方案设计时,首先考虑安全性,然后是成本,在保证安全的前提下尽可能地为客户节省改造费用。

 

基于为全国40+数据中心提供运维服务的经验,我们会全面考虑节能改造与数据中心运维之间的相互影响,提前规划运维变更节点,做好变更申请及变更准备工作,保证数据中心的安全运行。

 

比如在拆除隔离变压器时,我们会首先对数据中心现阶段应用隔离变压器的必要性进行研究,并结合数据中心的运行现状,确定拆除隔离变压器对IT供电系统和日常生产活动的影响,以此来制定完善的执行方案(含风险回退预案)及运维变更方案。

 

同时,由于大规模的硬件改造费用很高,我们会从“优化基础设计硬件+优化运维实践”的双重视角制定节能措施,最大化运维带来的节能收益,助力客户用更低的成本达成PUE目标。

 

 

 

 

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12岁“高龄”的办公楼机房改造案例

 

某数据中心机房最初由普通办公室改造而成,面积约3300平方米,包括9个模块机房,共1000台5kW机柜,运行时间超过12年。

 

该机房PUE高达1.8,不符合当地要求,急需进行节能改造,但有三个挑战。

 

一是该机房为办公室改造而成,因办公建筑与机房楼在设计过程中对承重、层高、保温性及气密性等建筑指标的要求不同,执行标准不同,造成由办公建筑改造而成的机房普遍保温性和气密性较差,运行能耗较高,改造难度较大。

 

二是由于机房的布局及功能房间的空间已经固定,在改造过程中涉及更换设备或新增设备时,设备尺寸受限,进一步增加了改造难度。

 

三是在改造过程中还要考虑业务的连续性,做好改造规划、沟通协调及应急回退方案,保证业务不中断。

 

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改造方案

 

 

(1)空调系统:

  • 原机房无冷热通道封闭,因机房层高有限,采用异形封闭冷通道,并在冷通道封闭完成后通过封堵机柜中未使用的U空间减少冷空气无效利用,进一步提高冷却效率;

  • 进行CFD气流组织模拟和气流组织优化,消除局部热点,提高空调系统利用效率;

  • 根据机房上架情况及气流组织情况,核算每个模块机房需开启的精密空调数量,减少能耗浪费;如某模块机房,经测算可将开启15台精密空调调整为11台(含设备冗余);

 

(2)供配电系统:

  • 拆除原列头柜内的隔离变压器,减少电量损失;为保证机柜供电连续性,在分别拆除机柜两路电源的隔离变压器时,引入一路临时保障电源,保证机柜始终有两路电源供电;

  • 根据负载情况,关闭过度冗余的UPS,提高负载率;

  • 使用模块化UPS,根据负载变化自动调节模块数量,降低运行损耗;

 

(3)照明系统:

  • 原照明系统更换为高效的LED照明;

  • 机房内无人执行操作业务时,将照明开启率由50%降至30%;

  • 明确机房内照明管控制度及照明开关控制说明,降低日常照明能耗;

 

(4)监测与控制系统:

  • 完善能耗计量系统,重要用电设备使用带有远传功能的多功能仪表;

  • 进行电量计量仪器及计量系统的校核,替换掉计量不准确的多功能仪表,保证计量数据的准确性;

 

(5)精细化运维:

  • 适当提高精密空调出风温度;

  • 冷通道封闭完成后,根据机房负载变化,结合当地气候特点,延长自然冷却时间;

  • 定期清洗板式换热器,提高其传热效率,延长使用寿命;

  • 合理调节加湿器运行台数,及时检查、调节加湿器运行情况,避免一部分设备在加湿,另一部分设备在除湿,造成能耗浪费;

 

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改造效果

 

 

改造完成后,机房PUE由1.8降至1.5,满足当地对PUE的要求。同时,机房的保温性及气密性得到了优化,可以保证正压运行。

 

 

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2024年8月23日
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