數據中心節能技術應用指南（簡體書）

本書由上海市建築建材業市場管理總站與上海市建築科學研究院組織數據中心行業內資深專家及工程技術人員編寫，系統性地總結了目前數據中心領域較為成熟的技術。全書共10章，包括數據中心的現狀與發展趨勢、數據中心建築與圍護結構節能技術、供配電系統節能技術、空調系統節能技術、自然冷卻技術、高熱密度設備冷卻技術、IT設備節能技術、可再生能源應用與綠色照明技術、數據中心節能運行管理及節能技術應用案例。
本書具有較強的實用性和參考性，適用于數據中心行業技術人員、建設單位的設計和施工人員以及高校相關專業的師生作為參考讀本。

目錄
前言
第1章 數據中心的現狀與發展趨勢· 1
1.1 數據中心的基本概念 1
1.1.1 數據中心的組成· 1
1.1.2 數據中心的分類· 2
1.1.3 數據中心的用能特點· 3
1.2 數據中心的建設模式 3
1.3 數據中心的建設等級標準 5
1.3.1 數據中心信息安全等級劃分· 5
1.3.2 數據中心基礎設施建設等級劃分· 5
1.4 數據中心基礎設施的部署模式 7
1.5 數據中心的發展趨勢 11
1.5.1 數據中心的業務發展趨勢 11
1.5.2 數據中心的能耗發展趨勢 12
1.5.3 數據中心的能源利用效率發展趨勢 13
第2章 數據中心建築與圍護結構節能技術 15
2.1 合理佈局數據中心 15
2.2 建築與結構設計 16
2.3 提高圍護結構性能 16
2.4 設計全封閉型數據中心 17
2.5 合理設置分區與層高 18
第3章 數據中心供配電系統節能技術 19
3.1 配電系統節能 19
3.1.1 數據中心供配電系統架構調整對節能的意義 19
3.1.2 數據中心負荷計算 20
3.1.3 數據中心供電電壓等級選擇 22
3.1.4 提高功率因數與節能的關係 24
3.1.5 諧波治理與節能的關係 25
3.1.6 其他措施 28
3.2 數據中心電力變壓器節能 29
3.2.1 變壓器損耗分析 29
3.2.2 非晶合金變壓器的應用 30
3.2.3 數據中心“2N”變壓器的合理使用 31
3.3 數據中心不斷電供應系統系統節能3 2
3.3.1工頻UPS與高頻UPS的應用· 32
3.3.2 模塊化UPS的應用 34
3.3.3 高壓直流供電(HVDC)的應用· 40
3.4 數據中心配電線路節能 41
3.4.1 數據中心負荷運行特性、線路節能原則及其措施 41
3.4.2 按經濟電流選擇配電線路導體截面 42
3.4.3 數據中心“2N”系統負載均衡與節能的關係 43
第4章 數據中心空調系統節能技術 45
4.1 空調系統的冷負荷計算方法 45
4.2 選擇合理的空調冷源形式 48
4.2.1 風冷直接蒸發式空調系統 48
4.2.2 水冷直接蒸發式空調系統 49
4.2.3 水冷冷凍水空調系統 50
4.2.4 風冷冷凍水空調系統 52
4.2.5 雙冷源空調系統 53
4.2.6 不同空調冷源形式的分析比較 54
4.3 採用磁懸浮技術提升壓縮機能效 56
4.4 改善機房空調系統氣流組織 58
4.4.1採用CFD技術對機房氣流組織進行模擬· 58
4.4.2 合理佈置冷熱通道和機房空調 61
4.4.3 採用封閉冷/熱通道技術隔離冷/熱氣流· 63
4.4.4 選用氣流導向性的變風量送風地板和帶有變風量風機的送風地板 65
4.4.5 提高架空地板的高度 67
4.4.6冷/熱通道封閉機房的建設 67
4.5 提升數據中心空調系統能效的措施 70
第5章 數據中心自然冷卻技術 72
5.1 AHU風牆節能技術· 72
5.1.1 AHU風牆工作原理 72
5.1.2 AHU風牆的工作模式 73
5.1.3 AHU風牆群控 75
5.1.4 AHU風牆的適用範圍 76
5.2 氟泵型機房風冷精密空調 76
5.2.1 氟泵型風冷精密空調工作原理 76
5.2.2 氟泵型風冷精密空調特點 77
5.2.3 氟泵型風冷精密空調適用範圍 78
5.3 冷水空調系統的自然冷卻技術7 9
5.3.1 風冷冷水機組自然冷卻工作原理 79
5.3.2 水冷冷水機組自然冷卻工作原理 81
5.3.3 冷水空調系統自然冷卻適用範圍 82
5.4 蒸發冷卻技術 83
5.4.1 直接蒸發冷卻工作原理 84
5.4.2 間接蒸發冷卻工作原理 85
5.4.3 蒸發冷卻技術的適用範圍 86
5.5 乙二醇自然冷卻技術 87
5.5.1 乙二醇自然冷卻工作原理 87
5.5.2 乙二醇自然冷卻工作模式 88
5.5.3 乙二醇自然冷卻適用範圍 88
第6章 數據中心高密度設備冷卻技術 89
6.1 數據中心高密度設備的散熱措施 89
6.2 封閉冷/熱通道的高密度機櫃解決方案· 90
6.2.1 區域強送風解決方案 90
6.2.2 行間空調解決方案 90
6.3 使用液冷等新技術進行高密度設備櫃散熱 92
6.3.1 水冷機櫃 92
6.3.2 熱管冷卻技術 93
6.3.3 高密度封閉機櫃 96
6.3.4 芯片級管道液體冷卻 97
6.3.5 浸入式水冷技術 98
6.3.6 浸沒式礦物油冷卻技術 99
第7章 數據中心IT設備節能技術 101
7.1 服務器節能 101
7.1.1 服務器節能問題分析· 101
7.1.2 服務器節能規劃· 102
7.1.3 服務器節能技術· 104
7.2 存儲設備節能 107
7.2.1 存儲設備節能問題分析· 107
7.2.2 存儲設備節能規劃· 108
7.2.3 存儲設備節能技術· 108
7.3 網絡設備節能 110
7.3.1 網絡設備節能問題分析· 110
7.3.2 網絡設備節能規劃· 110
7.3.3 網絡設備節能技術· 110
7.4 虛擬化技術 112
7.4.1 虛擬化技術概述· 112
7.4.2 虛擬化架構· 115
7.5 軟件定義數據中心 115
7.5.1 SDDC的架構· 116
7.5.2 SDDC促進數據中心的運營轉型· 117
7.5.3 SDDC對數據中心基礎設施的影響· 119
第8章 數據中心可再生能源應用與綠色照明技術· 121
8.1 水源熱泵 121
8.1.1 水源熱泵節能技術工作原理· 121
8.1.2 水源熱泵節能技術特點· 121
8.1.3 水源熱泵節能技術適用範圍· 122
8.2 光伏發電 123
8.2.1 光伏發電節能技術工作原理· 123
8.2.2 光伏發電節能技術工作模式· 124
8.2.3 光伏發電節能技術適用範圍· 126
8.3 綠色照明 126
8.3.1 數據中心照明節能原則· 126
8.3.2 數據中心照度水平及功率密度值(LPD)· 127
8.3.3 照明節能技術概述· 128
8.3.4 LED照明節能技術 128
8.3.5 照明控制節能技術· 130
第9章 數據中心節能運行管理· 131
9.1 建立完善的節能管理體制 131
9.2 節能運行策略 132
9.2.1 冷水機組群控· 132
9.2.2 冷凍水大溫差小流量控制· 133
9.2.3 冷凍水出水溫度控制· 134
9.2.4 變頻控制· 136
9.3 數據中心能效測量方法 136
9.3.1 PUE評價方法的局限性 136
9.3.2 數據中心電能能效定義與測量方法· 137
9.3.3 數據中心電能能效測量方法· 140
9.3.4 影響數據中心電能使用效率(EEUE)的因素 141
9.4 建立機房能效管理平臺 143
9.4.1 能源消耗統計· 143
9.4.2 能源消耗分析· 144
9.4.3 能源消耗評估· 145
第10章 數據中心節能技術應用案例 147
10.1 北方某高寒地區雲計算數據中心 147
10.1.1 項目介紹 147
10.1.2 項目特色及節能技術應用 147
10.2 華東地區某在建數據中心 151
10.2.1 項目介紹 151
10.2.2 項目特色及節能技術應用 151
10.3 某機房節能改造案例 155
10.3.1 項目介紹 155
10.3.2 項目特色及節能技術應用 156
10.3.3 節能改造效果 160
參考文獻· 161