鄒成

四川消安智能工程有限公司 四川 成都 610041

引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術和計算機技術的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡已經(jīng)滲透到人們生活的各個方面，使得人們的傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式、交往方式及生存方式均發(fā)生了極大的改變。在這一背景下，人們對網(wǎng)絡的服務質(zhì)量提出了更高的要求。由于網(wǎng)絡五花八門，極易受到各種因素的影響而出現(xiàn)卡頓、斷網(wǎng)及網(wǎng)絡不穩(wěn)定等問題，為了解決這些問題，就需要在網(wǎng)絡中配備更多的硬件資源，提高網(wǎng)絡的處理速度，并配置高性能的網(wǎng)絡服務設施，而這就會帶來大量的能源消耗?；诖耍覈岢隽司G色數(shù)據(jù)中心的建設理念，即從網(wǎng)絡運營管理、能源效率及建筑節(jié)能等方面出發(fā)，將節(jié)能環(huán)保理念有效滲透到智能化網(wǎng)絡機房工程建設之中，從而打造綠色數(shù)據(jù)中心，有效提高能源利用率，減少對機房周圍環(huán)境的不良影響。

1 機房空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保設計

智能化網(wǎng)絡機房主要是負責對所有數(shù)據(jù)的收集、處理及匯總，其內(nèi)部安裝了計算機、路由器、交換機等諸多的設備設施，而這些設備設施普遍對運行環(huán)境有著極高的要求，一般而言，機房內(nèi)的潔凈度、濕度及溫度是最為關鍵的3個方面。尤其是計算機機房內(nèi)對溫濕度等環(huán)境因素有著非常高的控制要求，所以必須安裝專用的空調(diào)系統(tǒng)，以對機房內(nèi)的溫濕度進行精準的調(diào)控。

目前我國智能化網(wǎng)絡機房的空調(diào)系統(tǒng)主要分為：①機房精密空調(diào)，如：Vertiv、STULZ、Schneider等，這類空調(diào)系統(tǒng)由水冷空調(diào)機組、風冷空調(diào)機組及雙冷源空調(diào)機組構(gòu)成；②工業(yè)級無人值守空調(diào)，通常應用于基站機房，如：DAIKIN、HITACHI、Haler等。在具體選用過程中，需要結(jié)合智能化網(wǎng)絡機房工程的運行環(huán)境及使用需求，選擇最為合適的空調(diào)系統(tǒng)，并對相關參數(shù)進行合理設置，從而確?？照{(diào)系統(tǒng)在智能化網(wǎng)絡機房中發(fā)揮應有的作用。

2 機柜內(nèi)制冷系統(tǒng)的節(jié)能設計

在智能化網(wǎng)絡機房工程建設過程中，可以通過優(yōu)化機房內(nèi)部的空氣循環(huán)管理，并在極大程度上減低數(shù)據(jù)中心總能耗/IT設備能耗值，來切實提高整個智能化網(wǎng)絡機房的節(jié)能性與環(huán)保性。也就是選擇靈活、可行且多功能的機柜冷熱通道分隔解決方案，選擇下送風方式精密空調(diào)，以“冷熱通道”的布置形式對機架、內(nèi)部設備等進行安裝，所有機柜的擺放必須做到背靠背、面對面，且需在兩排機柜的正面通道中間預留一個大小適宜的冷風出口，打造一個冷空氣區(qū)“冷通道”，當冷空氣流經(jīng)過機房設備以后，就會轉(zhuǎn)變成熱空氣，隨后進入到兩排機柜背面的“熱通道”中，再由熱通道上方的回風口流入到空調(diào)系統(tǒng)，從而確保整個智能化網(wǎng)絡機房內(nèi)的能力流、氣流的通暢流動，提高精密空調(diào)的利用效果，獲得更加理想的制冷效果[1]。

機房冷通道的應用優(yōu)勢主要體現(xiàn)為：①很強的靈活性：冷通道屬于單元模塊式設計,每兩臺機柜占用一個單元，各個單元都是獨立存在的，可以獨立安裝與拆卸，且可以和相鄰的單元連接，拆裝簡便，也不會影響到通道上方的其他設備的維護管理；②良好的密封性：冷熱通道兩端密閉，可以有效避免氣流泄漏。通道頭尾所使用的半自動系統(tǒng)平移門、機柜側(cè)門，均由具備良好密封性的鋁合金材料制成。柜門的玻璃選用了鋼化玻璃，能夠有效避免產(chǎn)品霧化情況的發(fā)生，還具備較為理想的隔熱與隔音效果。門框之間選用了具有良好密封性的密封條，能夠避免冷通道的冷氣泄漏[2]；③較強的安全性：冷熱通道頂棚采用開放式結(jié)構(gòu)，能夠確保通道內(nèi)的光線充足。當遇上火警時，能夠在第一時間啟動氣體消防裝置，防止火災事故的發(fā)生；④節(jié)能型高：智能化網(wǎng)絡機房中設計的封閉冷熱通道，能夠防止冷熱空氣相混合，并提高空調(diào)冷送風的利用率，在有效節(jié)約能源的情況下，還能夠確保機房的整體運行性能安全、可靠。

3 供配電系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保設計

供配電系統(tǒng)作為智能化網(wǎng)絡機房工程中非常重要的一部分，主要為智能化網(wǎng)絡機房的運行提供源源不斷的電能。而機房的運行往往會消耗大量的電能，所以為能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的，就必須重視機房內(nèi)部供配電系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保設計，即設計人員需要利用專門的用電管理軟件，來計算智能化網(wǎng)絡機房工程的用電功率，然后結(jié)合計算結(jié)果來對機電的用電情況進行智能化調(diào)控，從而切實提升電能的利用率。針對供配電系統(tǒng)節(jié)約用電的方案，通常是結(jié)合機房的實際運行需求來實時調(diào)節(jié)電壓，并在機房內(nèi)部安裝合適的配電變壓器，合理利用無功補償技術等。

4 不間斷電源的節(jié)能設計

不間斷電源的節(jié)能具有系統(tǒng)性、復雜性的特點，要求設計人員綜合考慮方案、UPS、電源等多方面因素。首先，針對不間斷電源的供電方案設計，設計人員需要對遠期IT負荷值進行科學估量，通常該值不可超過800kVA，然后進行不間斷電源供配電系統(tǒng)設計，盡量選擇輸入與輸出一體化模塊化方式。為能夠確保不間斷電源供配電系統(tǒng)具備較好的可用性，建議選擇模塊化冗余手段；通常智能化網(wǎng)絡機房工程中會使用兩模塊化不間斷電源，其可以分為不同型號的負載單獨供電；針對模塊化不間斷電源而言，其能夠結(jié)合具體的負載需求安置功率模塊，從而確保不間斷電源的輸出與負載之間彼此適應，在保證機電工程正常運行的同時，盡可能降低運行成本。

其中，針對不間斷電源在線并機擴容功能的設計，當前IT設備中已經(jīng)廣泛應用了模塊化結(jié)構(gòu)，最具代表性的是服務器與小型機，通過合理使用模塊化結(jié)構(gòu)，有利于厘清系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的邏輯，在極大程度上減低其復雜程度，還能夠顯著提升系統(tǒng)運行的可靠性；同時，當遇到機房運行中發(fā)生故障問題時，模塊化結(jié)構(gòu)能夠幫助相關人員及時找到故障位置，有效縮短維修時間，并在不尋求生產(chǎn)商工程師幫助的情況下，迅速解決故障問題，確保機房的正常運行；另外，模塊化結(jié)構(gòu)的應用還可以實現(xiàn)單機冗余，且冗余度可以結(jié)合具體的使用需求加以自動調(diào)節(jié)，可見其具有非常理想的可用性；模塊化結(jié)構(gòu)能夠在一定程度上削減備件數(shù)量，這就大量降低了庫存，節(jié)省運營成本；模塊化結(jié)構(gòu)能夠進一步優(yōu)化電池的配置，實現(xiàn)并機60分鐘[3]。最后，注重提高不間斷電源的能效，優(yōu)化其負載效率曲線，目前不間斷電源主要采用在線式雙變換構(gòu)架，該模式在具體使用過程中會造成較大的功率消耗，所以在不間斷電源的選型過程中，應當盡量選用效率更高的不間斷電源，從而在極大程度上降低機房的能耗。

5 新風系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保設計

對于智能化網(wǎng)絡機房中新風系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保設計，設計人員需要參考《電子計算機機房設計規(guī)范》中的相關要求，即新風量取值必須占整個空間中總送風量的5%，機房內(nèi)單人按40m3/h設計，新風量必須能夠讓機房內(nèi)保持正壓狀態(tài)。進入到智能化網(wǎng)絡機房中的新風需要經(jīng)過三級處理，必要情況下需要安裝一個紫外線滅菌設備，以提高新風質(zhì)量。當已處理的新風進入到空調(diào)的回風口后，將會與一次回風同時進入到空調(diào)機組，再由空調(diào)系統(tǒng)將其送入到機房內(nèi)。在新風和回風混合前，必須采取有效措施對其溫濕度進行處理，以防止在炎熱夏季電加熱器和壓縮機均保持運行狀態(tài)，從而有效減少電能的消耗，延長空調(diào)系統(tǒng)的使用年限。

現(xiàn)有的新風系統(tǒng)主要適用于秋冬溫度較低的區(qū)域，這一區(qū)域的冬季周期較長，且氣溫較低，能夠借助室外空氣和機房空氣之間的熱交換來有效降低機房內(nèi)的溫度。由于當前數(shù)據(jù)中心在夏季尚未研發(fā)出針對空調(diào)的節(jié)能產(chǎn)品，所以機房內(nèi)空調(diào)運行過程中往往會產(chǎn)生大量的冷凝水，需要采取措施對自來水進行霧化處理，然后噴灑在空調(diào)室外機翅片周圍，以達到降低空調(diào)溫度和周圍空氣溫度的目的，從而緩解空調(diào)系統(tǒng)的運行壓力，降低其冷凝溫度，并減少空調(diào)壓縮機的運行時間，最終獲得更加理想的節(jié)能效果[4]。

6 數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保設計

在智能化網(wǎng)絡機房設計過程中，為能夠提高數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保效果，設計人員需要重視電能管理軟件的節(jié)能設計，即通過合理利用智能機柜用電源分配插座，來對機房內(nèi)所有設備設施的用電情況進行監(jiān)控管理，并對所有設備設施的耗電量進行精準采集，所采集的數(shù)據(jù)不論是對用電量的管控，還是對電費的繳納均發(fā)揮著極為重要的作用。

相較于以往的機柜用電源分配插座，智能機柜用電源分配插座的優(yōu)勢包括：可實現(xiàn)遠程操作，即便沒有工作人員親身到達現(xiàn)場，也可以對電源進行開啟和關閉操作；還能夠?qū)崿F(xiàn)故障的修復，更加有效地確保機房內(nèi)各設備設施的穩(wěn)定運行。機柜用電源分配插座空閑插座可以人為設定成無電狀態(tài)，這樣做能夠避免由于人為誤插設備而引發(fā)過載跳閘故障[5]。設計人員需要加強對數(shù)據(jù)中心電源管理系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保設計，該環(huán)節(jié)涉及4個部分：①連接。保證電源的可靠供應；②計量。精準記錄機房內(nèi)所有設備設施的電量使用情況；③分析。明確影響電源效率的因素；④智能分配。按照智能化網(wǎng)絡機房的實際運行需求，對電能進行科學分配，以有效提高資源的利用率。

7 機房基礎設施的節(jié)能環(huán)保設計

在智能化網(wǎng)絡機房的建設的過程中，應當加強對基礎設施的節(jié)能環(huán)保設計，其中對于機房裝飾的設計，需要選擇具備良好隔熱效果的裝飾材料，然后通過立體式的處理方式，包括地面、墻面及頂面來提高機房裝飾的隔熱效果。

對于機房頂面，需要先使用厚度合適的保溫板，對其進行刷漆處理，以達到保溫絕熱、防塵的目的。然后安裝天花邊角線、全鋁噴塑微孔天花扣板，注意必須與隔斷保溫位置、墻面進行緊密連接。

對于機房墻面，必須對外墻窗戶進行封閉處理，保證具備良好的遮陽防水效果，再將高級防水乳膠漆噴涂到墻面上，然后把填有巖棉的鍍鋅龍骨安裝到墻面上，最后使用金屬面夾芯板進行裝飾，從而讓機房墻面具備良好的抗靜電能力、隔聲能力、隔熱防火能力、隔潮能力，還能夠有效減少塵埃附著。對于機房內(nèi)的隔斷部分，建議選擇8+9A+8中空雙面鋼化鎧甲防火玻璃、西飛55型斷橋鋁合金進行隔斷，并選擇鋼架結(jié)構(gòu)作為隔斷頂與地的基礎支撐。

對于機房地面，可通過智能通風地板來達到節(jié)能環(huán)保效果，這類地板能夠在不同季節(jié)結(jié)合具備的溫度儀的讀數(shù)，由相關操作人員將通風地板進行開啟或是關閉，以對通風地板進行不斷調(diào)節(jié)，使地板下方的氣流、冷量及氣壓處于一個合理穩(wěn)定的狀態(tài)，從而為智能化網(wǎng)絡機房提供合理的能源使用效率，避免機房內(nèi)出現(xiàn)局部熱島效應，有效降低機房的能源消耗。常見的智能通風地板包括：①智能溫控送風地板：通過采集安裝機柜上的溫濕度傳感器監(jiān)測裝置數(shù)據(jù)，可變風量的EC風機根據(jù)實時數(shù)據(jù)向機柜輸送可控的冷量；②智能溫控導向型送風地板：為了有效減少送風旁流，而在地板送風裝置中加入0～15；③智能溫控風閥地板：結(jié)合安裝在機柜上的溫濕度傳感檢測裝置，對封閉的冷通道或者熱通道做出及時有效反應。

8 結(jié)束語

綜上所述，智能化網(wǎng)絡機房工程建設具有較大的復雜性，為能夠確保機房的安全穩(wěn)定的運行，并提高其節(jié)能環(huán)保效果，設計人員需要從機房空調(diào)系統(tǒng)、機柜內(nèi)制冷系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、不間斷電源等方面出發(fā)，構(gòu)建綠色數(shù)據(jù)中心，從而提高整個機房的可用性與可靠性，獲得更加理想的節(jié)能效果。