如何利用节能解决方案打造绿色数据中心

项目背景

在企业既有的办公空间改建数据中心，对数据中心设计工程师而言是一项艰巨的任务。空间大小、楼层高度、对外窗户的有无和数量，都会产生极大的影响。耗费数据中心几乎一半电源的空调系统，更是影响机房是否节能的关键因素。

台达电子的台北总部原有两个数据中心，分处两栋办公大楼。新的数据中心改建项目计划将两者合而为一，达到资源集中化和系统整合，更可拥有高可靠度、环保、及模块化设计下的超高扩充性。

台达电子作为一家在世界各地都有销售网点、生产设备及研发中心的跨国企业，需要拥有高度“计算机化”的系统以有效处理全球业务。为保护企业资源规划(ERP)、电子邮件服务器、网页服务器、及其他各种应用程序服务器等各种重要系统及 IT 应用，数据中心基础设施的可靠度是最高优先的考虑因素。

此外，可能更重要的是，台达电子决心基于“Smarter, Greener, Together 共创智能绿生活”的理念，打造一个年平均电源使用效率(PUE)低于 1.43 的新机房，以符合Green Grid联盟所定义机房效率的黄金级标准。

项目方案

新建成的数据中心占地约230平方米，分为冷通道封闭区A/B及热通道封闭区C/D，共有63套机柜，计划在5年内达到240-280kW 的IT设备容量。另有独立房间储放两套UPS及多组电池柜。用于显示台达InfraSuite Manager数据中心基础设施管理系统、IT设备使用率、及实时视讯监控的2x3 LCD 液晶面板电视墙，可实时、充分的对数据中心能耗进行监控并管理机房设备。

针对新数据中心的改造，台达从空调系统、电源、机柜、环境管理系统四大方面入手，具体方案包括：

一、空调系统

诸多因素使得两个旧机房每年耗费大量电力。旧数据中心的PUE值高达 2.01，即每 1kW 的 IT 设备功率消耗，需要等量的非 IT 功率消耗来冷却。新的数据中心为大幅提高能效达成 PUE 1.43 以下的目标，台达采取下列六大对策：

1. 冷/热通道封闭及 RowCool 系列机柜式精密空调的应用

冷/热通道封闭设计方案，可避免冷热空气混合，提高冷却效率。搭配贴近热源的台达RowCool系列机柜式精密空调的应用，可以有效移除热点，避免IT设备过热导致宕机。

2. 冷冻水式空调系统

相较于传统气冷式空调系统，冷冻水式空调系统可节能三成，以 40RT(冷冻吨)的系统为例，能耗可从 1.25kW/RT 降到0.89kW/RT。

3. 变频 HVAC(高压直流)系统

RowCool系列机柜式精密空调的连续可调式风扇转速，及水量控制有助于大幅节能，风扇速度降低一成，估计可节能27%。RowCool 系统中直流风扇及室外机组皆采用变频技术。冷却水塔的风扇采用可变气流量控制，冰水主机和冷凝水泵浦则采用可变水流量控制。

4. 自然冷却Free Cooling(空气侧及水侧)

台湾台北市的天候状况下，一年里有46%的时间可采用自然冷却。温度低于25℃时，空气侧自然冷却自动启动，将外部冷空气导入机房，并将 RowCool机组、泵浦、冷却水塔及冰水机组关机。温度低于15℃时，水侧热交换器及冷却水塔自然冷却系统启动，机房冰水机组则关机降低能耗。

5. 数据中心与大楼冰水主机智能同步

台达电子的台北总部大楼获认证为“钻石级绿建筑”，能耗较一般办公大楼低58%。大楼本身配备两套冰水主机系统：

数据中心冰水机组日间关机，使用大楼高效率冰水主机。夜间数据中心冰水主机开机，为数据中心提供冷气。数据中心空调系统与大楼空调系统智能同步，将节能效果发挥到极致。

6. 最佳机房温度设定

按国际标准的建议值，数据中心温度变化范围在18~27℃及20~25℃之间。数据中心温度一般虽然设定在符合建议范围的18~20℃之间，但仍有改善空间。

粗略估计，数据中心温度每升高一度可带来2~3%的节能。依此规则，如把冷信道的温度从18~20℃ 提高到 25℃，数据中心可节能10~14%。此外，RowCool系列机柜式精密空调的入水温度也可提高进一步节能，通常的做法是将冰水入水温度设定在7℃，如果提高到 13℃，数据中心可节能20%。

除空调系统外，台达数据中心整体基础设施解决方案还应用到高效率电源系统、模块化机柜及数据中心环境管理系统，使整个数据中心各方面都达到绿色节能。