項目背景

    在企業(yè)既有的辦公空間改建數據中心，對數據中心設計工程師而言是一項艱巨的任務(wù)?？臻g大小、樓層高度、對外窗戶(hù)的有無(wú)和數量，都會(huì )產(chǎn)生極大的影響。耗費數據中心幾乎一半電源的空調系統，更是影響機房是否節能的關(guān)鍵因素。

    臺達電子的臺北總部原有兩個(gè)數據中心，分處兩棟辦公大樓。新的數據中心改建項目計劃將兩者合而為一，達到資源集中化和系統整合，更可擁有高可靠度、環(huán)保、及模塊化設計下的超高擴充性。

    臺達電子作為一家在世界各地都有銷(xiāo)售網(wǎng)點(diǎn)、生產(chǎn)設備及研發(fā)中心的跨國企業(yè)，需要擁有高度“計算機化”的系統以有效處理全球業(yè)務(wù)。為保護企業(yè)資源規劃（ERP）、電子郵件服務(wù)器、網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器、及其他各種應用程序服務(wù)器等各種重要系統及 IT 應用，數據中心基礎設施的可靠度是最高優(yōu)先的考慮因素。

    此外，可能更重要的是，臺達電子決心基于“Smarter, Greener, Together 共創(chuàng )智能綠生活”的理念，打造一個(gè)年平均電源使用效率（PUE）低于 1.43 的新機房，以符合Green Grid聯(lián)盟所定義機房效率的黃金級標準。

    項目方案

    新建成的數據中心占地約230平方米，分為冷通道封閉區A／B及熱通道封閉區C／D，共有63套機柜，計劃在5年內達到240-280kW 的IT設備容量。另有獨立房間儲放兩套UPS及多組電池柜。用于顯示臺達InfraSuite Manager數據中心基礎設施管理系統、IT設備使用率、及實(shí)時(shí)視訊監控的2x3 LCD 液晶面板電視墻，可實(shí)時(shí)、充分的對數據中心能耗進(jìn)行監控并管理機房設備。

    針對新數據中心的改造，臺達從空調系統、電源、機柜、環(huán)境管理系統四大方面入手，具體方案包括：

    一、空調系統

    諸多因素使得兩個(gè)舊機房每年耗費大量電力。舊數據中心的PUE值高達 2.01，即每 1kW 的 IT 設備功率消耗，需要等量的非 IT 功率消耗來(lái)冷卻。新的數據中心為大幅提高能效達成 PUE 1.43 以下的目標，臺達采取下列六大對策：

    1.冷／熱通道封閉及 RowCool 系列機柜式精密空調的應用

    冷／熱通道封閉設計方案，可避免冷熱空氣混合，提高冷卻效率。搭配貼近熱源的臺達RowCool系列機柜式精密空調的應用，可以有效移除熱點(diǎn)，避免IT設備過(guò)熱導致宕機。

    2.冷凍水式空調系統

    相較于傳統氣冷式空調系統，冷凍水式空調系統可節能三成，以 40RT（冷凍噸）的系統為例，能耗可從 1.25kW/RT 降到0.89kW/RT。

    3.變頻 HVAC（高壓直流）系統

    RowCool系列機柜式精密空調的連續可調式風(fēng)扇轉速，及水量控制有助于大幅節能，風(fēng)扇速度降低一成，估計可節能27%。RowCool 系統中直流風(fēng)扇及室外機組皆采用變頻技術(shù)。冷卻水塔的風(fēng)扇采用可變氣流量控制，冰水主機和冷凝水泵浦則采用可變水流量控制。

    4.自然冷卻Free Cooling（空氣側及水側）

    臺灣臺北市的天候狀況下，一年里有46%的時(shí)間可采用自然冷卻。溫度低于25℃時(shí)，空氣側自然冷卻自動(dòng)啟動(dòng)，將外部冷空氣導入機房，并將 RowCool機組、泵浦、冷卻水塔及冰水機組關(guān)機。溫度低于15℃時(shí)，水側熱交換器及冷卻水塔自然冷卻系統啟動(dòng)，機房冰水機組則關(guān)機降低能耗。

    5.數據中心與大樓冰水主機智能同步

    臺達電子的臺北總部大樓獲認證為“鉆石級綠建筑”，能耗較一般辦公大樓低58%。大樓本身配備兩套冰水主機系統：

    數據中心冰水機組日間關(guān)機，使用大樓高效率冰水主機。夜間數據中心冰水主機開(kāi)機，為數據中心提供冷氣。數據中心空調系統與大樓空調系統智能同步，將節能效果發(fā)揮到極致。

    6.最佳機房溫度設定

    按國際標準的建議值，數據中心溫度變化范圍在18~27℃及20~25℃之間。數據中心溫度一般雖然設定在符合建議范圍的18~20℃之間，但仍有改善空間。

    粗略估計，數據中心溫度每升高一度可帶來(lái)2~3%的節能。依此規則，如把冷信道的溫度從18~20℃ 提高到 25℃，數據中心可節能10~14%。此外，RowCool系列機柜式精密空調的入水溫度也可提高進(jìn)一步節能，通常的做法是將冰水入水溫度設定在7℃，如果提高到 13℃，數據中心可節能20%。
除空調系統外，臺達數據中心整體基礎設施解決方案還應用到高效率電源系統、模塊化機柜及數據中心環(huán)境管理系統，使整個(gè)數據中心各方面都達到綠色節能。

    二、UPS電源系統

    數據中心對可靠度、效率及擴充性的要求，對UPS電源系統是極大的挑戰。新數據中心所采用的臺達Modulon DPH 系列 UPS，是新一代全模塊化、可熱插入、AC-AC 效率達96% 的高性能UPS，其熱插入電源模塊可支持數據中心從中長(cháng)期的無(wú)縫升級。臺達的 PDC 及 PDU 也采用模塊化設計，例如，其輸出斷路器可熱插入、兩組配電盤(pán)各可擴充達 42 組斷路器。PDC 及 PDU具備優(yōu)異的電源保護及監控能力，其彈性及擴充性可配合實(shí)際的配電需求。

    三、機柜及配件

    氣流管理對于配備中高功率密度機柜的機房極為重要。臺達電子的臺北總部新機房長(cháng)期規劃機柜功率密度可達10~15kVA。模塊化機柜的開(kāi)孔率達70%以上，可滿(mǎn)足高密度IT機房的需求。機柜具有高承載力，靜態(tài)承重達1420kg或動(dòng)態(tài)承重達1000kg，不占太多寶貴的機房空間。

    四、環(huán)境管理系統

    臺達數據中心管理系統（DCIM）系統的 InfraSuite Manager，整合各種設施及 IT 設備于單一平臺。環(huán)境監測器(EnviroProbe)搭配中央監測站(EnviroStation)可以對能源、電力系統、空調、環(huán)境、保全、資產(chǎn)、服務(wù)器監控等各種裝置，進(jìn)行無(wú)縫、實(shí)時(shí)及完整的管理。PUE歷史紀錄可協(xié)助 IT 管理人員，分析及了解機房電源使用的效率。

    項目總結

    這座采用多種綠色空調、電源、機柜解決方案的節能數據中心已經(jīng)改造完成并正式投入使用，可望達成以下節能效益：

    PUE優(yōu)化：PUE 值從 2.01 改善到 1.44（2014 年 7 到 10 月），估計可達成黃金級數據中心的目標。在冬季氣候下，PUE 將因自然冷卻而進(jìn)一步提高。

    節能：與兩座舊數據中心的能耗相比，新數據中心的總能耗將降低30%。

    節省空間：臺達電子臺北總部的數據中心所占用的總空間從300平方米（兩座舊數據中心分別為170平米及130平米）縮減到230平米，減少23%。