节能30% 探秘台达台北绿色数据中心

近几年来以UPS电源产品开拓产品的台达集团，正在引领着绿色环保技术走进数据中心领域，众所周知随着云计算、大数据行业的快速发展，高密度的运算中心正在成为我社会、企业的核心发展方向，而能耗、温控等问题却成了阻碍大型数据中心的发展。

▲台达集团位于台北的总部被评为“钻石级绿建筑”

台达集团以“环保、节能、爱地球”为企业使命。先后发布具有全球领先技术的智能绿色IDC数据中心解决方案，并将这些方案在本部实施。

▲台达集团总部机房

2015年1月初，接到台达集团的邀请，笔者有幸参观了台达计算位于台北的总部和位于桃园的工厂，以及苗栗台湾联合大学的数据中心，见证了台达集团如何将这些环保理念和绿能技术如何被落实到实际的数据中心建设运营之中。

台达总部瑞光大楼新机房占地约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只机柜，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。显示台达数据中心基础设施管理系统 (InfraSuite Manager)、IT设备使用率、及实时视讯监控的2x3 LCD 面板电视墙，可充分目视并管理机房设备。

▲机房设计图

图例：

a) Zone A/B: Cold Aisle Containment(A/B区：冷通道封闭区)

b) UPS/Battery Room(UPS/电池间)

c) Zone C/D: Hot Aisle Containment(C/D区：热通道封闭区)

d) Visiting Aisle(参观走道)

e) Storage/Maintenance Room(储藏室)

f) Fire Extinguisher(消防钢瓶室)

▲机房监控大屏

▲机房内部

空调系统

有诸多因素使得原有的两个机房每年耗费大量能源。PUE 2.01 代表每 1kW 的 IT 设备功率消耗，需要等量的非 IT 功率消耗来冷却。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 应用

冷/热通道封闭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，可以有效移除热点，避免IT设备过热导致当机。

2. 水冷式空调系统

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

系统 气冷 水冷

能耗 1.25kW/RT 0.89kW/RT(-30%)

3.变频 HVAC系统

RowCool 系统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。

台达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%。「机房冰水主机」日间关机，使用大楼高效率冰水主机。夜间「机房冰水主机」开机，为机房提供冷气。机房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。

3. 变频 HVAC系统

RowCool 系统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。

▲台达自主研发生产的机柜

除空调系统外，台达的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「绿化」标准。

台达工程师讲解台达UPS供电系统

机房对可靠度、效率及扩充性的要求，对电源系统是极大的挑战。新机房所采用的台达Modulon DPH 系列 UPS，是新世代、全模块化、可热插入、AC-AC 效率达96% 的高性能UPS，其热插入电源模块可支持机房从中长期的无缝升级。

台达的 PDC 及 PDU 也采用模块化设计，例如，其输出断路器可热插入、两组配电盘各可扩充达 42 组断路器。PDC 及 PDU具备优异的电源保护及监控能力，其弹性及扩充性可配合实际的配电需求。

气流管理对于配备中高功率密度机柜的机房极为重要。台达的新机房长期规划机柜功率密度可达10~15kVA。模块化机柜的开孔率达70%以上，可满足高密度IT机房的需求。机柜具有高承载力，静态承重达1420kg或动态承重达1000kg，不占太多宝贵的机房空间。

台达机柜

台达数据中心管理系统(DCIM)系统的 InfraSuite Manager，整合各种设施及 IT 设备于单一平台。环境监测器(EnviroProbe)搭配中央监测站(EnviroStation)可以对能源、电力系统、空调、环境、保全、资产、服务器监控等各种装置，进行无缝、实时及完整的管理。PUE历史纪录可协助 IT 管理人员，分析及了解机房电源使用的效率。

台达数据中心管理系统

这座采用多种绿色空调、电源、机柜解决方案的新机房，可望达成下列效益：PUE优化：PUE 值从 2.01 改善到 1.44(2014 年 7 到 10 月)，估计可达成黄金级机房的目标。在冬季气候下，PUE 将因自然冷却而进一步提高。

节能：总能耗降低 3 成。

节省空间：机房总空间从 170+130=300平方米减少23%到230平方米。

台达工程师讲解台达UPS供电系统

▲热通道封闭机柜

台达关键基础架构事业部(MCIS)再度证明，兼具扩充性、模块化、标准化及易于维修的InfraSuite 数据中心基础设施解决方案，是建构高可靠度及高能效机房的最佳选择。