北京电信某数据中心PUE效能提升方案
节能减排
北京电信某数据中心PUE
渊，林武隽，翟骏，杨子靖
（中国电信股份有限公司北京分公司，北京
Y数据中心PUE指标现状。然后对
分析了每个举措的实施内容、节能效果、投资收益。最后给出提升北京公司
提升；投资收益；建议
PUE Efficiency Improvement Proposal for a Data Center of Beijing Telecom
LIN Wu-jun，ZHAI Jun
China Telecom Corporation Limited Beijing Branch
the definition of PUE and the status quo of PUE index of Beijing Telecom Y data center are introduced.
Then is the PUE efficiency improvement plan，focusing on the analysis of the implementation content and ROI of each measure. Finally，long-term suggestions for improving the PUE index of Beijing
return on investment；suggestions
值始终大于等于1，其越接近1表明非IT 设备耗能也就是辅助设备耗能所占比例越少，即数据中心能效水平越好、绿化程度越高。
数据中心在规划建设时会提出设计PUE值，投
由设计PUE、IT负载率、运营管理水平等多方面因素决定。通过提高节能设备使用时长、对机房进行节能技术改造、提高运营管理水平等手段，可以降低数据中心实际运行
一定时，PUE值降低，总用电量降低，
因此提升PUE效能同电费压降目标上是一致的。
2 Y数据中心PUE现状分析
2.1 现状
1988-），男，汉族，河北石家庄人，民事诉讼律师费用
万个，规模上属于
年底投入运营，
层（外观见
，已运行网络机柜
图1 Y数据中心外观
在供电方面采用10 kV分层供电、高压发电机组、模块化UPS等高效供电技术，有效减少电缆一次性投资金额和供配电损耗。
在供冷方面采用高压冷水机组、水冷自然冷源、智能通风系统等技术，全年利用外界自然冷给机房降温时间超过150天，最大限度减少空调压缩机开启时长；冬季还可通过水源热泵技术回收机房余热给办公区域供暖，实现能源高效回收利用。
2.2 PUE因子分析
通过对当前Y数据中心PUE分析，制冷系统PUE因子为0.32，占到数据中心非IT耗电的70%以上，因此减少空调耗电是降低PUE值的关键。同时供配电系统损耗、机房照明和办公用电的PUE因子分别为0.1、0.02和0.01。
3 PUE效能提升方案
3.1 工作方向和目标
2020年北京公司运维部继续强化“安全、高效、节能”的运维理念，将“PUE指标提升”作为常态化工作，由动力专业和IDC专业组建“PUE效能提升团队”，制定目标和工作方向（见表
PUE提升工作。
IT负载用电1
制冷系统
损耗0.322019年平均PUE：1.45
供配电系统损耗0.10
机房照明耗电0.02
办公空调、
电梯用电0.01
图2 Y数据中心PUE因子分析
Y数据中心年均PUE由1.45降至1.37，参照2019年IT用电量，一年可减少用电465万度，单价按0.75元/度计算，可减少直接电费支出348万元。
3.2 提升PUE效能方案
（1）措施1：采用“水冷式冷媒直冷空调+冷风分配单元”技术改造
对4-5层的8间IDC机房，用水冷式冷媒直冷空调机组和回风冷却器，替代现有冷冻水系统给机房制冷，现有精密空调处于热备份状态，同时可选配冷风分配单元，实现高效制冷和精确送冷。改造示意图及方案见图3和表2。
（2）措施2：优化机房气流组织，实现精确送回风和空调智能控
对18间IDC机房进行冷池分区、强制回风、冷热风道隔离，并增加空调智能控系统。示意图及方案见图4和表3。
图4 改造前后对比
表1 PUE效能提升工作目标和工作方向
工作目标2020年底Y数据中心年均PUE由1.45降至1.37
工作方向（1）持续加强机房设备、环境和能源管理，充分利用现有设备和技术的节能效果，提升管理水平（2）梳理当前Y机房在节能方面存在的缺陷，并针对缺陷提出相应的提升措施
（3）加强多部门多专业协同，有效推动节能技术改造和节能新技术试点及推广（4）制定提升方案要着重考虑节能工作的系统性、长期性、安全性、有效性和经济性。
 2020年9月第37卷增刊1
Telecom Power Technology
Ｓｅｐ．　２０２０，Ｖｏｌ．　３７　Ｎｏ．　Ｓ１　
张 渊，等：北京电信某数据中心PUE
效能提升方案
表2 措施1改造方案表
预期效果
投资及收益
时间计划
PUE 因子预计下降0.06-0.08
采用磁悬浮高效压缩机，机房内通过冷风分配单元进行制冷，提高系统蒸发温度，实现精确制冷，使制冷能耗的大幅降低。
改造后单间机房PUE 可由1.45降至1.32。
预计投资：
采用合同能源管理模式，我方无初期投资，我方与节能公司共同对合同期内的节能收益进行分享预期收益：
完成改造后预计年减少能耗225-290万度，年收益将根据分成比例确定
6月底完成系统设计7月底前完成商务流程9月底前设备到货
11月底前完成系统安装和调试12月进入系统试运行
（3）措施3：空闲机架安装盲板，节能灯具改造
机柜服务器空置插槽安装盲板进行封堵，避免气流组织短路造成的冷量损失。优化照明灯具，将现有三基管灯更换为高亮度低功耗的LED 灯。经统计，盲板改造涉及28间IDC 机房，约3530个机柜；照明灯改造涉及28间IDC 机房，10间动力机房。示意图及方案见图5和表4。
4 提升PUE 效能长期建议
提升数据中心PUE 效能是一个系统工程，PUE 值的高低由设计水平、建设水平、基础设施设备质量、负载情况、运营管理水平等多方面因素共同决定。提升PUE 效能也是一个长期工作，需要电源空调、IT 、网络建设、客户服务等多个专业跨部门共同努力，才能实现更最佳效益。
表4 措施3改造方案表
预期效果
投资及收益
时间计划
PUE 因子预计下降0.005-0.01
避免冷风逃逸，减少冷量损失，减少机柜内热点
提升机房及公共区域亮度，降低照明能耗
预计投资：
购置盲板约14.1万元，灯具约43万元，共57万元预期收益：
完成改造后预计年减少能耗29-58万度，年节约成本21.7-43.5万元
7月15号前完成立项7月底前完成商务流程8月底前到货
9月15号前完成安装
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冷却塔冷却塔
冷媒载冷机组服务器机房蜘的词语
（原有）
冷却塔
水泵
（原有）水泵组
（原有）冷机
（原有）精密空调
冷机
原空调系统
精密空调
Machine Room
Machine Room
Machine Room
Server Room
Server Rack 回风管道
回风冷却器
图3 改造前后对比表3 措施2改造方案表
预期效果
投资及收益
时间计划
山东健康通行码
PUE 因子预计下降0.02-0.03
分区管理，实现机房冷热通道隔离，
提升空调制冷效率
加强送风管理，提升空调送回风效率
预计投资：
冷池分区、回风管路、封闭通道、控系统等采购+施工，投资
橡胶地板约338万元
预期收益：
完成改造后预计年减少能耗75-112万度，年节约成本56-84万元
6月底完成系统设计7月底前完成商务流程9月底前设备到货
11月底前完成系统安装和调试12月进入系统试运行
Telecom Power Technology
图5 改造前后对比
（1）提高IDC机架空间及电源利用率
提高IDC机房、机柜的空间利用率，使电源、空调设备运行在较为合理的负载水平。将空置率较高的机房和机架化零为整，统一布局、集中供电供冷。建议对静安、数北空置率较高的机房进行优化。
（2）对客户的认知进行引导
对已采用冷热分区的机房，建议协同前端客户服务部门共同引导客户以送风温度而不是机房环境温度作为温度标准，同时在同客户签署的SLA协议中，在确保安全前提下适当提高送风温度值，减少过度制冷现象。经理论分析和实际验证，适当提高机房环境温度对减少制冷耗电效果明显。
同时引导客户优先选用240V高压直流+市电直供的供电架构，有效解决交流UPS自身损耗高的弊端。
（3）加快老旧数据中心改造力度
通过自改或EMC模式，加快推进老旧机房改造。目前公司已开展兆维、电子城机房改造，建议考虑对兆维爱立信、大郊亭、洋桥等老旧机房进行改造，提升整个机房系统节能水平。
（4）对新建机房的建议
新建机房可以采用DC舱/微模块方案，冷通道封闭隔离，同时使用列间空调和变频EC风机，使制冷设备靠近热源。实现数据中心快速部署、弹性扩展和绿节能。
（5
数据中心会产生大量的低品位余热，全年需要空调机组不停运转将热量排到室外，但在冬季办公区域还有供暖需求。如能将机房内的热量进行收集升温后再给办公区供暖，可实现一举两得效果。建议对新建数据中心及对采用水冷系统且有办公区域的数据中心在改造时对此系统进行考虑。
（6
能源
北京地区年平均日照数在
总量达到
网接入条件优越。周边空旷、有闲置土地的数据中心适宜在建筑物屋顶或空地上建设分布式光伏并网系统。
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5 总 

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