论文《通信机房节能降耗技术探索》-仁创编译转载

  • 2021.01.07
  • 公司新闻

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  【摘要】能耗是通信机房建设水平的一个重要指标,是工程现代化建设水平的一个重要体现。通信机房由于建设时间、标准、规模等因素的不同,其节能水平虽各有差异。因此,要结合通信机房建设现状,有针对性地提出节能降耗措施,为提升能量利用率、建设技术领先、高效节能、稳定可靠的现代化通信机房助力加速。

  【关键词】通信机房;节能降耗;分级存储;虚拟化

  一、通信机房主要节能种类

  通过对通信机房能耗结构与组成的调查分析可知,其节能类别大致有以下几种:1.1IT设备系统一是服务器设备。首先是降频技术,它是一种控制处理器内核工作频率随业务压力变化而进行动态调整的技术。负载高时,处理器工作频率高,能耗也大;负载低时,处理器工作频率低,能耗也小。其次是休眠技术,是当处理器处于空闲状态时,控制其中的一个或几个内核进入休眠状态的一种技术。采用休眠技术可以有效降低通信机房空闲服务器的能耗,可与处理器降频技术共同使用。二是存储设备。首先是磁盘利用效率提升技术,该技术主要包括自动精简配置和虚拟化等技术,自动精简配置技术是通过软件方法,为用户和应用软件分配比实际容量更多的虚拟存储容量而非实际的物理空间,从而降低了存储资源的过度预备空间,提高了磁盘利用率;存储虚拟化技术是利用不同设备的容量来建立一个虚拟化存储容量池,然后解决各个设备的数据存储问题,从而达到提高磁盘利用效率的目的。其次是分级存储技术,是指根据数据的重要性、访问频率、保留时间、容量、性能等指标将数据采取不同存储方式分别存储在不同性能的存储设备上。1.2空调系统一是空调制冷系统节能技术。首先是换热器技术,是将室外的自然环境作为冷源,当室外空气温度低于室内空气温度5-7℃时,通过热交换将机房内的热量带走,从而降低机房内部温度。其次是智能新风技术,是通过智能控制将外部冷空气经过净化、处理后引入机房制冷系统,排出机房内热空气的空气调节节能系统。二是空调送风、回风系统节能技术,是将传统机房的送风方式,改变为精确送风方式,可以有效地改善数据机房的温度环境。1.3供电系统一是高压直流供电。采用380V直流供电技术,简化供电结构。二是模块化UPS。使用模块化UPS,可以提高UPS的负载率,使其工作在高效率的状态下,实现供电系统节能。

  二、老旧通信机房节能降耗改造

  (1)降低设备能耗。用计算能力强、功耗小的设备替代高能耗设备,条件具备的可使用定制化设备,以达到设备与业务、设备与机房配套的高度匹配,以充分利用机房的各种资源。(2)提升空调冷却效率。尽量使用精密空调替代普通空调,同时,要优化气流管理,采用冷热气流通道隔离技术,科学调整设计机房各要素布局,缩短冷气流的运行距离,实现精确定点的冷气投送,提高制冷效率。(3)提高供电系统效率。一要将现有的UPS更换为无变压器、模块化的类型,在减少系统冗余容量、提高负载率的同时降低了能耗。二要将老旧设备更换为高压直流供电类型,可减少电力输送和转换环节的能耗。三要采取集中、分散、就地相结合的方式进行电容器无功补偿,减少无功损耗。

  三、新建通信机房节能降耗方案

  (1)整体布局的设计。整体布局主要包括机房布局和机柜布局两个部分。机房布局方面,采用小型化模块机房的方案。视机柜的负载量,将大型机房按功能和功耗大小划分出数个小机房。由于小机房单位面积较小,回风的距离也较短,不但可以提高降温效率,还可以减少空调费用的支出。机柜布局方面,采用高通孔率机柜,实行冷热空气通道隔离。机柜要面对面、背对背摆放,避免前方机柜的热量被后方机柜吸入,造成后方机柜温度过高。(2)供冷模式的选择。在空调设备的选择上,要尽可能选择具有变频和能耗控制、隔绝换热运行等先进功能的设备。要结合当地的自然气候情况,合理设计整个空调体系,根据环境和需求的实际情况,适时介入智能新风系统,减少制冷设备的能耗。要针对机房内部的具体构造,对气流组织运行情况进行细致的分析,实行冷通道、热通道隔离,提高送风的精准度,并对机房内部的温度、湿度等进行实时调控。(3)供电方案的选取。供配电系统在规划设计时应根据系统负荷容量、用电设备特点、供电线路距离及分布等因素,从设计、运行和管理等方面采用各种先进可行的节能技术。对通信机房的近远期发展情况进行详细规划或准确预测,按实际需求逐批次建设供配电系统,使设备的实际负载率接近或达到产品设计的最佳负载率,使设备利用率和使用效率达到最优。(4)IT设备的选型。首先,应结合通信机房的建设标准,根据实际需求购置、扩容设备,宜选择扩展性强、对工作环境温度和湿度要求相对宽松的设备,避免超前使用过高档次或高配置的设备。其次,在同等性能条件下,优先选择散热能力强、体积小、重量轻、噪音低和易于标准机架安装等优点的设备。有条件的机房,优先选用低功耗CPU处理器、虚拟化运算技术、刀片式架构、高效电源、动态制冷、电源智能管理功能及“动态休眠”等技术的服务器设备。

  作者:高彦 陈晓燕 单位:78156部队

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