台达总部瑞光大楼新机房

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台达总部瑞光大楼新机房

 

概述

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2×3 LCD 面板电视墙,可充分目视并管理机房设备。

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图例:

  1. Zone A/B: Cold Aisle Containment(A/B区:冷通道封闭区)
  2. UPS/Battery Room(UPS/电池间)
  3. Zone C/D: Hot Aisle Containment(C/D区:热通道封闭区)
  4. Visiting Aisle(参观走道)
  5. Storage/Maintenance Room(储藏室)
  6. Fire Extinguisher(消防钢瓶室)

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:

  问题 影响 对策
1 缺乏冷/热通道封闭 由于冷热混风,必须设定较低的温度 冷/热通道封闭
2 传统的气冷式空调 冷却效率偏低 高效率水冷系统
3 缺乏可变气流量及可变水流量系统 即使在低负载也使用高风扇转速 变频HVAC
4 缺少自然冷却 春、秋或冬季无法使用外部冷空气 使用自然冷却Free Cooling(气侧及水水侧皆有)
5 未与大楼空调系统同步 未使用大楼空调系统获得较佳能效 机房与大楼空调系统智能同步
6 机房及冷却水温度偏低 电力需求提高 提高温度
  1. /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。

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  1. 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%

 

  1. 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。

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图例:

  1. Air Volume(气流量)
  2. Power(能耗)
  3. Fan Speed -10%(风扇速度 -10%)
  4. Save 27%(节省27%)

 

  1. 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。

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图例:

  1. Pull in cold air from outside(导入外部冷空气)
  2. Cold Aisle(冷通道)
  3. Exhaust hot air to outside(热空气排入室外)
  4. Chiller / Cooling Tower / Pump / Row Cool(冰水机组/冷却水塔/泵浦/RowCool)
  5. Free Cooling Fan Wall(自然冷却风墙)
  6. 机房与大楼冰水主机智能同步

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%。大楼本身配备两套冰水主机系统:

 

  容量 效率 冷却范围 作业时段
大楼冰水机组 办公区 日间
机房冰水机组 机房区 夜间

 

「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。

 

  1. 最佳机房温度设定

按国际标准的建议值,机房温度变化范围在18~27℃及20~25℃之间。机房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。

 

国际标准 温度范围理想值
TIA-942 20 ~ 25 ℃
ASHRAE TC 9.9 18 ~ 27 ℃
NBES 18 ~ 27 ℃

 

粗略估计,机房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℃,机房可节能10~14%。此外,RowCool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℃,机房可节能20%。

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图例:

  1. Green Cooling Solutions(绿色空调解决方案)
  2. Hot / Cold Aisle Containment(冷/热通道封闭)
  3. Highly efficient water-cooled system(高效率水冷系统)
  4. Variable frequency HVAC(变频 HVAC)
  5. Free cooling application (Air side & Water side)(自然冷却应用(空气侧及水侧))
  6. Intelligent Synchronization with Building Chiller(与大楼冰水主机智能同步)
  7. Raise temperature(提高温度)
  8. PUE 2.01 / PUE<1.43(PUE 2.01 / PUE<1.43)

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。

 

电源系统

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。

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图例:

  1. Modular UPS(模块化UPS)
  2. City Power(市电)
  3. 208/120Vac(208/120Vac)
  4. Power Strip(排插)
  5. Monitor / Keyboard / Server / Storage(屏幕/键盘/服务器/储存)
  6. Area A / Area B(A区/B区)

机柜及配件

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。

环境管理系统

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。

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效益

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。
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  • 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。

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