数据中心机房场地维护与节能方法的应用

1 前言

笔者从事服务于资料处理的数据中心机房场地维护工作十余年，见证了数据中心的计算机系统从大型的并行机发展到如今的PC集群系统。计算机设备的高速发展，大大提高了运算速度和扩展性，缩短了计算机处理资料的时间，提高了工作效率；但同时，集群系统的散热量也随之增加。虽然机房空调的数量也有相应的增加，以便达到机房的环境要求。但往往受到机房空间所限，不可能增加太多的空调，造成的结果就是夏季时机房空调的制冷量不足，空调满负荷运行，这也就增加了机房空调的维护难度；即使只有一台空调压缩机发生故障，也会影响到整个机房的环境。所以，在夏季实施机房场地节能只能是一种奢望，因此夏季主要侧重于保障场地设备的安全运行；随着外界气温的下降，尤其是冬季，外界气温低，机房空调的制冷量出现冗余，这时候就可以大力实施节能措施，合理利用室外自然冷源，关停一台或数台机房空调。进行全年的动态管理，场地节能效果是非常理想的。

2 场地设备的日常维护

2.1 机房空调的维护

任何一个数据中心机房都依据国家标准制定了严格的管理制度，目的是保障机房设备的安全、高效运行。机房场地维护包括场地维护岗位责任制和场地设备岗位巡查制度，严格遵守这些制度旨在保证场地设备的安全运行，细致的巡查工作能够使维护人员在第一时间发现问题，以便快速排除故障隐患。笔者认为，场地维护人员的责任心在场地维护中的作用是很重要的，虽然现在我们已经利用微机系统对机房空调和UPS不间断电源进行实时监控，但往往在监控设备发出报警信号时，设备已经出现很大的故障了。所以细致的巡查可以减少不必要的大的故障发生。在使用计算机对场地设备进行监控的同时，严格执行巡查工作，可大大降低场地设备的故障率。

巡查工作的要点主要有以下几点：

（1）体感：即身体对温度的直接感知。进入机房后，首先感觉机房内的温度是否正常，如果有某台空调不制冷，即便是2℃的变化，身体也能感觉出来。

（2）看：通过看机房空调的显示面板，观察温、湿度的数值是否异常，是否有报警信息。

（3）闻：在看的同时，通过嗅觉感受机房内是否有异味，如果空调室内机组有制冷剂泄漏，会闻到冷冻油挥发出的气味。

（4）听：仔细听空调是否有异常响声，如果听到异响，就要及时检查继电器、压缩机和皮带等。

（5）摸：用手靠在空调外壳上感觉机器是否有大的振动，如果感到异常，认真检查，不要放过细微的变化。

举一个实例：一天早晨，笔者进入机房巡查，感觉机房温度明显比平时偏高，但没有闻到冷冻油的气味，排除了室内制冷剂泄漏的可能，但发现一台力博特空调已低压报警，于是赶快爬到机房楼顶查看室外冷凝器是否有泄漏点，但也没有发现异常。于是回到机房，用手靠在空调外壳上，发现有明显振动，打开空调侧面板后，看到蒸发器有半面已经结霜，同时听到风扇电机皮带发出异常响声，立即停机检查皮带，发现是皮带打滑，从而造成了风扇转速下降，机房内的循环风速降低，使空气中的水分子集结在空调蒸发器上结成霜。于是赶快更换上新皮带，把大块的霜从蒸发器上除去后开机，空调制冷恢复正常，半小时后，机房温度就达到了设定要求。

2.2 UPS（不间断电源）的维护

UPS（不间断电源）的日常维护也同样需要每一小时的巡查工作。目的是在报警系统漏报的情况下，及时发现故障；UPS的电池组对环境的要求很高，温度在15℃ 一25℃之间，湿度在40％ ～60％之间，定期对电池组进行放电，这样可以有效的延长电池组的使用寿命；按月记录UPS的输入、输出的电压、电流和频率值，电池组的电压值，看数值的变化是否过大，若发现异常，及时处理故障隐患。UPS的负载功率以占总输出功率的50％ 80％为宜。

3 场地节能方法的应用

数据中心机房的温度要求为夏季（23±2 ）、冬季（20±2℃），相对湿度要求控制在45％ ～65％（±5％）之间，根据季节的变化，对空调的温、湿度参数进行动态的设置，在保证机房计算机系统安全运行的环境的同时，达到场地设备节能的效果；主要包括：减少空调压缩机的运行时间、减少空调加湿时间和空调除湿时间。

3.1 减少空调压缩机的运行时间

根据季节的不同，采用的方法有：冬季在整体机房空调制冷量有冗余的情况下，关停一台或数台空调。以关停一台力博特P3080F空调为例：每天满负荷运转12小时，关停100天（每年的12月到次年的3月），就可以节约2万多度电（380V×48A X 12h×100=21888KWh）；停机后可以对空调进行全面的清洁保养，采取轮流停机的方法，实现对机房所有空调的维护保养。夏季在机房空调满负荷运行时，温、湿度都可以设置为要求的上限，同时增加室外冷凝器的清洁次数，提高空调室外机的散热效果。

3.2 减少空调加湿时间和空调除湿时间

利用机房空调加湿或者除湿，都要消耗大量的电能。冬季气候相对干燥，机房相对湿度设置为40％的下限，尽量减少空调加湿时间，因为机房空调加湿的原理是靠大功率的加热灯管照射蓄水槽内的冷水，使水升温后变为水蒸气来补充机房空气中的水分子含量，空调加湿时，要特别注意排水管的通畅情况，一旦因水垢堵塞排水管，就会造成漏水事故；笔者单位的地理位置位于长江中下游，水质较软，这几年我们在机房湿度低于下限时，使用6个小加湿器进行加湿，每个加湿器的功率仅为34瓦，在加湿效果相同的情况下，耗电量仅为空调加湿的一半左右（5KW<9.6KW）。当然，此方法对水质较硬或使用地下水的地区不太适用。夏季和梅雨季节则把湿度设置为65％的上限，减少除湿的时间也就减少了空调压缩机的做功时间，达到节能效果。

4 结束语

随着科技的不断进步，高效、节能的计算机集群系统在科研生产中的应用，必将给机房场地的维护工作带来更多、更好的方法；高效、节能的现代化绿色数据中心的建设思路已经深入人心。当然，不论科技如何发达，场地维护人员的工作仍是任重而道远；只有先进的设备和精心的维护相结合，才能真正实现数据中心机房场地设备的低能耗和高效率。

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