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                  高能耗的數據中心在高溫天氣中是如何節能的?

                  來源:上觀新聞 作者:任翀 更新時間:2017-8-2 8:18:57

                  摘要:高溫天里,數據中心比人更怕熱,大量服務器加上高速計算產生巨大的熱量,“如何降溫”考驗著數據中心的建設者。“不過,青浦數據中心的能效比堪稱亞太第一,因為有‘上海智造’的支持。”數據中心系統集成方、中國通信服務上海公司(以下簡稱“上海通服”)項目總負責人向新宇告訴記者,上海通服不僅建造了亞太第一的數據中心,而且形成了數據中心建設整體解決方案,為推廣復制“上海智造”打下基礎。

                      上海通服不僅建造了亞太第一的數據中心,而且形成了數據中心建設整體解決方案,為推廣復制“上海智造”打下基礎。
                    
                    驕陽似火,連日來上海持續高溫,用電量連創新高。但上海青浦經濟開發區的一個園區內,不論晝夜,室內永遠都保持在25℃的宜人溫度。因為這里有一群特殊的“員工”,他們的工作,直接與數億用戶有關——這里是騰訊位于華東的數據中心,數萬臺服務器要為數億微信用戶提供云計算服務,以及滿足騰訊其他業務的云計算需求。
                    
                    高溫天里,數據中心比人更怕熱,大量服務器加上高速計算產生巨大的熱量,“如何降溫”考驗著數據中心的建設者。“不過,青浦數據中心的能效比堪稱亞太第一,因為有‘上海智造’的支持。”數據中心系統集成方、中國通信服務上海公司(以下簡稱“上海通服”)項目總負責人向新宇告訴記者,上海通服不僅建造了亞太第一的數據中心,而且形成了數據中心建設整體解決方案,為推廣復制“上海智造”打下基礎。
                    
                    數據中心都在比什么?
                    
                    服務范圍、運算速度、存儲可靠性等,這些都是衡量一個數據中心運轉水平高下的指標。不過,還有一個指標備受業內關注:數據中心的能效。因為數據中心在運轉過程中會產生大量的熱,需要各種降溫措施。
                    
                    在這一點上,青浦數據中心走在全球同行前列。PUE(PowerUsageEffectiveness)是目前最常用的評價數據中心能源效率的指標。PUE=數據中心總能耗/IT總能耗,PUE值越接近1,說明數據中心基礎設施損耗越小,相對越節能。經過工信部電信研究院嚴格標準測試,青浦數據中心(一期)年度PUE值為1.307,最低的月均PUE值達到了1.25,最熱月度PUE值控制在了1.4以下。
                    
                    這一數據比國內數據中心平均水平節能15%以上。尤其在上海這樣氣候條件以及人口活動密集的超大城市中實現如此高效率,即便在全球數據中心中也處于最先進的行列;而在整個亞太地區,幾乎沒有類似規模的數據中心在節能上能與青浦數據中心抗衡。
                    
                    因此,在工信部和全球性非盈利機構TGG(TheGreenGrid,綠色網格)共同推出的、面向全球數據中心的綜合評估認證中,青浦數據中心獲得代表節能性最強的5A等級。
                    
                    “全國首創”給數據中心降溫
                    
                    那么,青浦數據中心又是怎樣實現節能的呢?奧秘來自上海通服的諸多“全國首創”。
                    
                    據向新宇介紹,青浦數據中心是全國第一個整體采用“微模塊”建造的數據中心。所謂微模塊,是以若干個IT機柜、配電單元、冷卻單元、水分配單元等功能機柜為基本單位,包括網絡、布線、監控、消防等功能的獨立運轉單元。
                    
                    通俗地說,傳統數據中心是“大通間”——所有的服務器采用中央冷卻、消防等設備;微模塊則好比將“大通間”分成一個個獨立的“小單元”,每個小單元獨立運轉。這就大大便于節能和管理。打個比方:同樣是冷卻,是“大通間”共用一個空調降溫快,還是“小單元”各用一個空調比較涼爽?而且微模塊還可以靈活調配服務器,比如在計算需求較少的時候,可以直接關閉部分微模塊內的服務器,從而實現節能。
                    
                    不過,在上海通服采用“微模塊”技術建設青浦數據中心時,“微模塊”還屬于行業里的新鮮事物,此前國內數據中心均未采用過這一技術。
                    
                    與此同時,“微模塊”的運行模式挑戰了原先的數據中心管理。比如,水冷是數據中心降溫的重要方式,但為了數據安全,機房是嚴格與水冷卻管隔離的。但采用“微模塊”后,每個“微模塊”里都有水冷卻管,意味著機房里必然會有水管。對此,上海通服多次試驗,設計了管道隔離、探測告警、迅速排水等全方位解決方案,把可能發生的空調水管漏水事故降到最低。
                    
                    此外,青浦數據中心也是中國第一個使用“三聯供系統”的數據中心。
                    
                    三聯供是指天燃氣和空氣在三聯供內燃機中混合燃燒,產生的電能進入數據中心的供電系統;燃燒產生的高溫廢氣則進入三聯供的溴化鋰制冷機中,通過蒸發吸熱達到制冷的目的;由此產生的冷凍水進入數據中心制冷系統,從而實現天然氣清潔能源階梯性高效利用。
                    
                    目前,青浦數據中心的三聯供供電量占到整個數據中心供電量的39%,制冷量占到30%;運行6個月至今,三聯供的用電量占到青浦園區用電量的18%。從節能效果看,三聯供投產后,每年節省標煤3500噸;CO2排放量減少2.33萬噸,減排約48%。如果將這些綠色成果折合成樹,相當于一年種下3.6萬棵樹,等于一片茂密的森林。
                    
                    還有很多節能措施被應用在青浦數據中心上。比如,高效磁懸浮空調的應用可以將局部PUE降低到1.18以下;屋頂光伏系統將太陽能發電通過逆變器并網給到數據中心園區照明使用,而且屋面光伏板本身也起到了一定的隔熱的作用。
                    
                    “上海智造”可推廣可復制
                    
                    “上海智造”通過綜合使用各種節能手段,不僅使得青浦數據中心在綜合性能上成為亞太第一,并且在這個過程中,收獲不少專利,為整個行業采用這些新技術提供技術支撐。
                    
                    向新宇舉例說,在建設中,上海通服為機柜設計了一種新型的六角網孔結構新門板。機柜安裝新門板后,通風量約為原來門板的10倍,意味著能提升機柜進出風量,有助于服務器散熱降溫。同時,他們增加了機柜空面板和立柱側封板,能改善機柜氣流走向,降低冷風的流失,使其充分經過發熱設備,減少冷熱風短路,有效改變機柜局部發熱現象。據測試,采用新門板的機柜出風點溫度和出風區域溫度比使用舊門板時分別下降5℃和2℃。
                    
                    水噴淋消防系統也是第一次應用在數據中心中。大部分數據中心都采用氣體消防系統,而水噴淋可謂“雙刃劍”——一方面是滅火效率更高,另一方面卻可能因為誤操作而危及服務器安全。上海通服通過對多種消防系統方案的反復研究比對調整,最終確定采用“預作用干式消防系統”,即機房正常運行時水噴淋消防管網中無水,只有當確認消防報警后,管網才沖水,并在火情區域達到一定溫度時,消防噴頭方可啟動噴水,從而既能防止平時誤動作,又確保滅火快動作。
                    
                    值得一體的是,上海通服在數據中心的建設運維領域,已經積累了豐富的經驗,并形成了從咨詢規劃、配套設備、系統集成、維護管理的完整能力,可為客戶提供從項目前期的策劃,項目中期的建設、建成后的運行維護的全過程、一體化服務。
                    
                    目前除了上海青浦騰訊項目外,上海通服已將這種服務模式,成功輸出到寧夏中衛數據產業園、北京未來科技城、內蒙云基地、貴陽大數據基地、河北廊坊云基地,以及新疆、廣州、海南、吉林、天津等項目中,為數據中心領域的“上海智造”探索了一條積極有效的發展路徑。
                    
                    編輯:Harris
                    

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