绿色数据中心

更新时间:2024-10-26 16:06

绿色数据中心(Green Data Center)是指数据机房中的IT系统、制冷、照明和电气等能取得最大化的能源效率和最小化的环境影响。

发展历程

2022年,工信部等6部门公布2021年度国家绿色数据中心名单,包括通信、互联网、能源、金融等领域44家数据中心入选。我国已先后创建三批共计153家国家绿色数据中心。

2023年5月,工业和信息化部、国家发展和改革委员会、商务部、国家机关事务管理局、中国银行保险监督管理委员会、国家能源局确定了43家2022年度国家绿色数据中心。

2024年6月,中华人民共和国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、商务部、国家机关事务管理局、国家金融监督管理总局、国家能源局确定了50家2023年度国家绿色数据中心。

系统简介

绿色数据中心是数据中心发展的必然。总的来说,我们可以从建筑节能、运营管理、能源效率等方面来衡量一个数据中心是否为“绿色”。绿色数据中心的“绿色”具体体现在整体的设计规划以及机房空调、UPS、服务器等IT设备、管理软件应用上,要具备节能环保、高可靠可用性和合理性。

绿色数据中心也是一个用于存储、管理和传播数据的储存库,其中的机械、照明、电气和计算机系统旨在将能源效率最大化和环境影响最小化。建立并运行一个绿色数据中心包括先进的技术和策略。以下是一些例子:

节能趋势

何为“绿色数据中心”?在布线行业待了长时间的朋友们可能知道,不仅建筑需要节能,数据中心也是如此,严重的电力不足,使得机房出现能耗危机,绿色数据中心主题突然间从“无人所知”升至“家喻户晓”。当管理成本、资源整合、业务响应速度、信息安全以及能源管理各方面都凸显危机时,绿色数据中心便顺势而生。

密集的线路,环境的控制,机柜的保护,良好散热的数据中心,都必须要求其具备高密度、高性能、高可靠、高灵活的功能。绿色数据中心在此基础上,确保对线路布置进行合理管理以实现有效空气活动最大化,帮助实现更高的冷却与供电效率的解决方案。

美国康普中国大区总经理黄海涛先生说:“绿色数据中心,主要是选材上尽可能的节能,比如:电缆的外皮达到绿色数据中心设备所指定的数值。其次在能源运用方面,什么时候开,什么时候关,采取能源控制,达到节能环保的作用。”

IBM公司系统和科技事业部张智隆先生说:“绿色数据中心的含义就是提高数据中心的能源效率。尽量减少数据中心的整体用电量;尽量增大数据中心整体用电中用于IT系统比例;尽量减少用于非计算设备(电源转换、冷却等)的用电消耗。”

为什么需要“绿色数据中心”?经调查,62%的企业认为,他们的数据中心面临着诸如散热、供电、成本等问题;23%的企业认为,其数据中心供电和散热能力不足,限制了IT基础设施扩展,或无法充分利用高密度计算设备;19%的被访企业认为,其数据中心的耗电量太大,费用超高,无法负担;还有17%的企业认为,机房温度过高,影响了计算设备的稳定运行,随之导致一系列问题的出现。因此,大多数企业的数据中心设施最严重的问题是:运算密度的提高导致用电密度的迅速加大,数据中心总体拥有成本随服务器的增加而成倍增加。过去的数据中心运算能力是目标,用电是“一般商品”,现在和未来的数据中心运算能力是“一般商品”,用电是焦点。因此我们需要绿色数据中心。

泛达公司作为综合布线行业第一个提出“绿色数据中心”新热点主题的厂商,其亚太区总经理Robert先生说,“我们既感觉到社会责任又看到了机会。我们最新的、确保对线路布置进行合理管理以实现有效空气流动最大化的Net-ACCESS机柜系列产品就是经过专门设计以适应独特的刀片交换机,该机柜把空气流由正面引向侧面并且减少了占地空间,进而降低了冷却成本。从而实现“绿色”数据中心的目标。”

今后,相信有越来越多的品牌将推出为实现“绿色”数据中心这一目标的解决方案。绿色数据中心将成为这个时代的热门话题,而事实上,这个时代,也需要绿色数据中心,需要它来实现节能。

解决方案

云计算是利用IT资源整合,通过分布式处理方式向用户提供按需服务的一种新的商业模式,并且云安全、云存储及云软件都是基于这个理念来提供个性化的IT服务。然而云计算服务所涉及的服务器、存储、备份、网络等设备,以及核心的技术虚拟化、自动化都归属数据中心范畴,所以云计算也被视为新一代数据中心的一个延伸方向。

如今,在新一代数据中心建设中,包括数据中心选址、建筑物选择和设计、数据中心的平面布局、机房装修、制冷与散热系统、通风系统、电气系统、布线系统、机柜的布局、环境监控系统、运营监控中心、安防系统以及整体气流的组织,微环境控制等一系列的子系统都属于基础设施的建造的范畴,所以新一代数据中心被看作是一个广泛而完整的系统工程。

华胜天成面向云计算的绿色机房解决方案

华胜天成绿色数据中心解决方案服务项目分为数据中心的规划、咨询、工程设计、工程施工、工程监理、验收检测、问题诊断等。在数据中心的设计中,采用计算流体力学的工具对数据中心的气流组织、温度、气压分布进行计算,可以模拟仿真实际投产后的制冷效果,预测、发现问题。

思科数据中心解决方案

思科数据中心3.0核心是整合、虚拟化和自动化,通过使用现有的基础设施和集成新兴技术、平台,来满足业务需求。能够降低总拥有成本(TCO;提高资产利用率,降低电源和冷却需求,并提高运营效率),通过一系列已定义的重叠阶段,提供数据中心基础设施的发展计划。尽管各阶段目标十分明确,但企业实施各阶段的速度却是根据企业具体的业务需求而定。

惠普绿色数据中心改造解决方案

该解决方案采用惠普能量智控技术(Thermal Logic)和惠普实验室前沿研究成果,提供评估和站点规划服务,使企业数据中心更高效的规划和利用现有资源,实现数据中心的能耗降低至少10%~25%,帮助企业促进能源节约,确保IT系统稳定运行。

节能云数据

建筑节能就是节约建筑物的能源消耗,减少能源损失,提高能源利用率。建筑节能技术在满足舒适使用的前提下,采用新型保温围护结构、高效采暖空调、节能照明设备及利用可再生能源以达到节能的目的。根据云计算数据中心单体建筑和绿色节能的需要,很多建筑节能技术可以在云计算数据中心建设中借鉴和应用,促进云计算数据中心的绿色节能高效。

一、建筑外形设计节能技术

建筑外形设计节能包括建筑格局朝向、外形结构设计、体形系数、表面面积系数设计等。建筑物的体形系数就是指建筑物与室外大气接触的外表面积A(m2)与其所包围的体积V(m3)的比值。外表面积中,不包括地面和不采暖楼梯间隔墙和户门的面积。在其他条件相同的情况下,建筑物耗热量指标随体形系数的增长而增长。研究表明,体形系数每增大0.01,能耗指标大约增加2.5%。从有利于节能出发,体形系数应尽可能地小。在相同体积的建筑中,以立方体的体形系数为最小。

二、建筑围护结构节能技术

墙体采用岩棉、玻璃棉、聚苯乙烯塑料、聚胺酯泡沫塑料及聚乙烯塑料等新型高效保温绝热材料以及复合墙体,降低外墙传热系数。

采取增加窗玻璃层数、窗上加贴透明聚酯膜、加装门窗密封条、使用低辐射玻璃(low-E玻璃)、封装玻璃和绝热性能好的塑料窗等措施,改善门窗绝热性能,有效阻挡室内空气与室外空气的热传导。

采用高效保温材料保温屋面、架空型保温屋面、浮石沙保温屋面和倒置型保温屋面等节能屋面。在南方地区和夏热冬冷地区屋面的采用屋面遮阳隔热技术。

适当的外遮阳布置,会比内遮阳对减少日射得热更为有效。有的时候甚至可以减少日射热量的70%-80%。外遮阳可以依靠各种遮阳板、建筑物的遮挡、窗户侧檐、屋檐等发挥作用。

三、暖通空调系统节能控制技术

暖通空调系统的控制技术是对既有热网系统和楼宇能源系统进行节能改造、实现优化运行节能控制的关键技术。主要有三种方式:VWV(变水量)、VAV(变风量)和VRV(变容量),其关键技术是基于空调系统中“冷(热)源-输配系统-末端设备”各环节的物理特性的控制。

四、热泵技术

热泵技术是利用低温低位热能资源,采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移的一种技术,主要有空气源热泵技术和水(地)源热泵技术。可以向建筑物供暖、供冷,有效降低建筑物供暖和供冷能耗,同时降低区域环境污染。

五、新风处理及空调系统的余热回收技术

变新风量所需的供冷量比固定的最小新风量所需的供冷量少20%左右。新风量如果能够从最小新风量到全新风变化,在春秋季可节约近60%的能耗。对于新风量的大小,需要在舒适健康、经济环保和节约能源之间寻找到平衡点才是其节能的关键所在。通过全热式换热器将空调房间排风与新风进行热、湿交换,可实现空调系统的余热回收。

六、相变储能技术

相变储能技术具有储能密度高、相变温度接近于一恒定温度等优点,可提供很高的蓄热、蓄冷容量,并且系统容易控制,可有效解决能量供给与需求时间上的不匹配问题。例如,在采暖空调系统中应用相变储能技术,是实现电网的“削峰填谷”的重要途径;在建筑围护结构中应用相变储能技术,可以降低房间空调负荷。

七、太阳能一体化建筑

新能源是在新技术基础上系统地开发利用的一次能源,如太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能等,它们都属于可再生清洁能源。太阳能一体化建筑是当前太阳能利用的发展趋势。利用太阳能为建筑物提供生活热水、夏季空调,同时可以结合光伏发电技术为建筑物供电。

八、照明节能技术

采用智能照明系统,实现按需照明;尽量利用自然光(顶部天窗,屋顶采光等);推广使用节能灯,目前普遍使用的白炽灯的发光效率只有大约10%,荧光灯的发光效率约为30%-40%,而高效节能灯的发光效率则可达到70-80%。

九、采用节能产品

购买和使用达到或者超出国家节能标准的空调、风机、水泵等节能产品。如采用变频空调,变频空调是根据房间空调负荷的变化对制冷机流量(VRV)进行调节来实现节能目的的产品。

国内试点地区

中国证券网讯(记者 龚洁琼)9月30日从工信部获悉,工信部、国家机关事务管理局、能源局三部委印发《关于公布国家绿色数据中心试点地区名单的通知》,通知确定了14个国家绿色数据中心试点地区。

根据通知公示,北京、天津、河北、黑龙江、上海、江苏、山东、湖北、广东、广西、重庆、四川、贵州、宁夏共14个地区入围绿色数据中心试点,共计103个地区相关领域将开展绿色数据中心试点,试点主要覆盖生产制造、能源、电信、互联网、公共机构、金融等领域。

今年年初,工信部、国家机关事务管理局、国家能源局联合下发了《国家绿色数据中心试点工作方案》。方案提出,到2017年,围绕重点领域创建百个绿色数据中心试点,试点数据中心能效平均提高8%以上,制定绿色数据中心相关国家标准4项,推广绿色数据中心先进适用技术、产品和运维管理最佳实践40项,制定绿色数据中心建设指南。

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