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摘要：近年来，我国的工程建设有了很大进展，数据机房的建设也越来越多。数据机房在运行过程中，各种设备会释放出大量热量，为了避免温度过高引发事故，要在数据机房中安装空调，空调运行期间会消耗掉大量能源，对数据机房内的空调系统进行优化，减少能耗，确保数据机房稳定运行。
关键词：大数据；数据机房；空调系统；计算机
引言
数据机房不同于一般建筑，是指专门用于集中存放和管理各类信息设备（如服务器、交换机、工作站等）及其附属设备（照明系统、空调系统等）的场所，其目的是为了对大量数据进行存储、运算、通信和网络服务等，以满足不同用户对信息处理的要求。目前数据中心的热流密度呈上升趋势，能耗为 120~940 W/m 2。面对数据中心高能耗、高热流密度的发展趋势，只有在前期建设规划中对数据机房进行更为合理的建模，才能在流体仿真的模拟中得到精确的结果，从而对后期起到更好的指导作用。
1数据机房空调系统存在的问题
（1）空调设备选型存在问题。数据机房空调系统设计中，空调设备的选型非常重要。在进行选型过程中，关键在于机房冷负荷参数的确定。总体机房冷热负荷关键在于服务器散热所形成的负荷，机房内的热能是由电能转换而成的。每一台设备设计在出厂后，额定功率是设备在运行时的最大功率，设备发热时，设计人员一般会直接利用额定功率与转换率（90%~97%）相乘，将乘积作为数据机房在运行时设备的发热数值。但是，从实际情况来看，依据服务器在运行期间在用途上的不同，其在运行时的实际功率都不会达到额定功率的 60%，而在对数据机房中采用的空调设备选型时，设计人员经常会出现考虑不当现象，设备运作时，可能发生过大制冷量问题。（2）气流组织存在问题。部分数据机房的空调设备未放在机房内，而被单独放置，这种布置形式，常规做法都是采用吊顶风管回风、地板下送风或者采取地板回风、吊顶风管送风，这两种方式都会发生送、回风短路问题，原因在于送、回风口布置位置及气流路径长度，而且这样的结构也不容易让冷源空气有效跟发热的电子设备直接接触（只能通过空气内部的对流散热），若未能有效组织送风、回风，系统中可能混合着冷风、热风，且无法通过有效的方法将热量散出。很多数据机房在建设时，静压箱为架空地板，开口置于机柜旁，为自由式送风。（3）机柜布置存在问题。早期一些数据机房，在具体布置时，受经济、空间、技术等多项因素限制，未能全面考虑数据机房内气流组织问题，布置机具时采用的是同一方向、多排布置法，送风采用架空地板，通过在机柜前开一个空调的送风口，采取该方式布置，通过机柜前，冷空气进入，吸收了热量之后再由后面排出去，当气体进入后排机柜中，与冷空气混合在一起就可有效提升后排机柜的温度，空调制冷效率也会大打折扣，对其性能和应用会造成直接影响。
2优化数据机房空调系统的合理措施
2.1数据机房设计
（1）通过智能全新风系统将外部冷空气经过净化、处理后引入机房，主要由新风机组、排风机组成。（2）该新风节能机组具有初、中、高效三级过滤功能。（3）节能机组带有通信接口，可实现与机房空调机组联动控制，过渡季或冬季部分开空调机组甚至关闭空调机组来实现节能运行。（4）同时节能机组需另有防结露控制程序，保证系统运行时冷通道内的露点温度在5.5~15℃，相对湿度不大于60%，同时送、排风管不得结露。（5）该节能系统的排风量应经核算，以保证开启的新风节能机组能兼顾保证机房正压不小于5 Pa，也不至于正压过大。（6）当空调室内机停止运行时，节能机组的送风会由镂空的地板送至机柜，该系统对控制系统要求很高，既要根据室内外温度的变化，控制器与空调联动，系统自动控制空调的开启与停止，同时保证冷通道内的露点温度在5.5~15℃，相对湿度不大于60%，又要采用先进的模糊控制技术，保证空调及通风机不会频繁启动，运行平稳可靠。（7）数据机房新风量的确定由于维持机房正压所需新风量难以计算，根据经验及参照洁净室的设计，可按换气次数1～2ｈ－1计算。
若机房四周围护结构的密封性较好，可采用换气次数 ≥1ｈ－1来计算新风量；若密封性较差，可适当提高换气次数并采取密封措施。最有效且节能的办法是对四周围护结构采取密封措施，应特别注意活动地板下和吊顶内的密封，所有穿过机房围护结构的管线敷设后均应将孔洞封堵严密，防止漏风。
2.2适当调高数据中心温度
为保证数据中心里设备的良好运行，数据中心内全年保持恒温恒湿，温度维持在20℃~24℃。国际标准要求平均温度是，冬季在18℃~22℃，夏季在21℃~25℃，温度的变化率下于5℃/h.温度对于数据中心非常重要，按照通用的评估方法，温度每提高10℃，可靠性要下降25%.数据中心这样常年保持在较低的温度虽然可以最大程度保障无局部热点，但是却造成了能源的极大浪费。现在的数据中心设备都会做高低温实验，工作温度上限可达45℃，所以适当地提升数据中心的运行温度，不仅可以节约能源，而且并不会给增加设备的故障率。目前，在数据中心行业提升数据中心的运行温度已经成为了普遍共识，有些数据中心专门采购耐温的设备，降低数据中心的能源消耗。综合来看，适当提升数据中心运行温度不用多花一分钱，而且利大于弊。
2.3 优先安装低能耗设备
在IDC机房总体规划中的节能设计环节，低能耗设备的使用是关键举措。因此，应该注重设备的选择与安装。在IDC机房中，有很多核心设备，其耗能是比较大的，如数据库处理设备、服务器等，从行业应用历程来看，UPS技术和HVDC技术会长期并存。随着互联网技术的快速发展，设备密度和功率进一步提高，对IDC机房暖通技术的要求与日俱增。从根源着手进行节能。根据条件选择合适的冷源，比如冷发冷却技术，高压冷机或者磁悬浮冷机，进一步对PUE实现优化。
2.4精准计算空调冷负荷
计算夏季空调冷负荷，不得单纯地依据过去工作经验对数据机房的空调负荷进行估算，要对设备散热、太阳辐射、人体散热等各项问题进行全面、精准计算。同时，针对关键部位设备散热，不能利用设备在运行时的额定功率与热转换率相乘作为数据机房在运行时的发热量，要依据设备供应商提供的处理器数据、PCI 卡数量等各项内容，对设备在运行时的具体功能，以及大热量等内容作为参考值，将这一数据作为空调负荷计算输入值，确保最终计算结果精准无误，有效提升空调系统的效率，减少能源的消耗。
2.5 评估数据中心设备运行情况
数据中心里的设备多种多样，其中不乏有老旧设备，过老的服务器其工作效率只有新服务器的1/3，但是能耗却能达到新服务器的3倍，所以要及时淘汰掉这些老旧设备，将业务搬移到其它服务器上，虽然增加了其它服务器的一些负担，但整体能耗却降低了。还有不少的数据中心，存在有大量的闲置服务器，可能周期性的运行一些应用，但长时间处于闲置，这就要将其关闭或者重新分配工作任务，要周期性的对数据中心设备的运行负载情况进行评估，有不合理的、偷闲的设备就要及时调整。评估的标准是这些设备的CPU是否运行在正常的水平，有的设备长期CPU利用率只有20%，利用率过低，应该及时调整，一般服务器的CPU维持在50%左右就可以，可以保证正常业务的运行。
结语
综上所述，大数据时代的到来使用户体验发生了革命性的改变，使网络及通信行业在运行时提高了对信息和数据运用和处理方面的需求，数据中心规模不断扩大。对于数据机房空调系统要全面结合具体情况，对数据机房内的空调系统进行优化，减少能耗，确保数据机房稳定运行。
参考文献：
［1］郑邦鑫，林卫东，戴文献.夏热冬暖地区数据机房空调系统节能分析［J］.福建建设科技，2020（05）：82-83，97.
［2］许国平，李昶，张建风，等.数据中心热回收型专用空调系统智能控制及改造成效［J］.智能建筑，2020（05）：27-31.
［3］胡超东.精密空调系统安装与调试中的常见问题及解决措施［J］.住宅与房地产，2019（24）：42.