概述

在科学技术不断发展的今天，电力资源已经成为我们建筑和生活中不可替代的能源。虽然“十五”规划以来国家西电东送战略成绩斐然，2010年底三大通道输送能力已超过7000万千瓦，但相对于中国庞大的用电需求仍有4000万千瓦的缺口。在电力供求缺口不断扩大的严峻形势下，如何创建一个节能的环境已经成为中国乃至全世界关注的问题。

随着信息时代的到来，信息技术被广泛应用，海量数据不断膨胀，上网的速度、方式和移动性也日渐增强，移动办公、云储存技术走进了我们的工作和生活。网络的高速化、数据的巨大化，造成对机房面积要求逐渐增大、机房用电不断增加、信息化运行成本连年追升。高密度机房布局创新，改进机房节能被提到了重要的位置。这几年我国的建筑行业飞速发展，相关的数据交换也成为了工作中必不可少的内容。如何建设一个节能的数据交换机房，也将成为建筑行业一个不可缺少的重要环节。

考量机房布局优劣的几项关键指标

国标GB361-88中明文规定：计算机机房应按B类要求实施，即：对计算机机房的安全有较严格的要求，有完善的计算机机房安全措施。根据规范的要求在环境方面总结为以下几点：机房的温度湿度、噪声和抗电磁干扰、空气调节、消防。在以上几点中最为重要也是关系到服务器及其设备稳定运行的是机房的温度和湿度控制。温度低了电路运行不正常，温度高了会损坏元器件。湿度低了会有静电，可能击穿元器件，湿度高了可能会引起短路。

节能技术在机房中的应用

机房最早出现在通讯行业，当时仅指出空调设备是通讯行业耗电最主要的设备。所以在当时提出了几点最主要的技术方案：

（1）在机房中采用新的送风技术；

（2）机房采用中央空调系统以及变频空调技术。

但随着时间的推移，节能的技术也在不断的更新。

参考国际上节能机房的最新技术和成功案例，我们总结为：

（1）机房内送风系统的改善；

（2）机房空调温度设定的合理调整；

（3）室外机冷水雾化冷却节能；

（4）空调风机变频调速节能；

（5）送风管路合理调整；

（6）空调水泵变频调速节能；

（7）高密度机房一体化空调机节能等。

以上功能的改善都可以根据各自的条件，进行选择、整合使用。再加上合理的机房布局，高密度布置的机房也能满足海量数据膨胀，需增加机房设备，而带来的用电量、成本、机房面积同比增加的矛盾。

高密度机房节能设计

传统机房一般采用地板下送风的空调送、回风气流组织形式，这种送风方式存在两个瓶颈：一是地板下送风截面积；二是地板出风口的有效出风面积。

为了解决地板下送风截面积的瓶颈，目前是地板铺的越来越高，大多达到600mm以上。但地板出风口的面积已经达到了极限，主要是风的过孔率不可能达到100%。如增加每机柜拥有的地板出风口数量必须增加机房区的面积。所以，地板下送风的气流组织方式，目前只能满足每机柜5KW以下的功率密度要求，而在机柜进风面又往往存在着温度的梯度问题，因此，在机柜顶部极易形成局部热点，远不能支撑高密度机房运行的制冷需求。

高密度节能机房采用水平送风方式，配合机柜摆放布局及通道封闭系统，形成冷通道静压箱，空调机穿插摆放在机柜排中间，实现就近送风、按需配风，空调机送风的风阻小、风量大，支持最高30kW的单机柜容量制冷需求。水平送风的方式，保证了机柜不同高度进风温度的均衡性，避免了局部热点温度的发生，同时也可以对湿度进行很好的控制。见下图。

改进型机房节能效果对比

通过一些成功的节能案例和传统的机房对比我们发现了，传统机房的控温控湿主要以空调为主。经计算在机房用电中，真正用于服务器及其相关设备的只占到总用电量的55%～65%，空调设备占了35%～45%的用电量。所以在机房节能中最简单也是最有效的就是充分利用空调，降低其能耗的浪费以达到节能的目的。

高密度节能机房采用水平送风气流组织方式，水平送风的送风距离短、循环风阻小，室内机选用低功耗、高功率的轴流风机以及高能效比的谷轮涡旋式压缩机，“V”型翅片管式换热器及精细设计的分液头设计提高换热效率，智能控制器实现冷量动态分配减少能源浪费。高密度一体化机房的PUE值从传统的2.2 降低到1.5以下。（PUE是Power Usage Effectiveness的简写，是评价数据中心能源效率的指标，是数据中心消耗的所有能源与IT负载使用的能源之比。PUE = 数据中心总设备能耗/IT设备能耗，PUE是一个比率，基准是2，越接近1表明能效水平越好）

高密度机房空调循环图

以100KVA IT负载为例，负载平均功率因数取0.9，推算：

节能机房系统每年节点：

（2.2-1.5）*100KVA*0.9*24h*365=55.2万度

节省电费：

55.2万度*1.02元/度=56万元

节电率：

（2.2-1.5）/2.2=32%

通过以上计算不难看出，由于高密度节能机房是在房间内搭设独立的服务器密封机柜，室内的换气问题可以由中央空调完成，而湿度和温度也得到了很好控制。使用高密度节能机房后空调的能耗可以降低1 / 3。并其噪音的问题也就迎刃而解。

未来展望

随着信息技术的不断发展，网络、云储存、数据交换这些词汇已经无孔不入地进入了各行各业，建筑行业必然会随着信息技术的进步不断地发展。数据机房的不断扩容、模块的接入，功耗的不断上升必然成为阻碍信息发展的绊脚石。从用电源头上、从技术和管理上进行节能，每年必然可以省下一笔不小的开支。高密度机房的高集成化、绿色化和节能化，必然成为未来发展的主流趋势。

高密度机房布局图