當前我國正在推進“新基建”及“東數西算”工程，國家政策及行業協會等層面均陸續推出了更為嚴格的數據中心能耗管控要求。如工信部印發的《新型數據中心發展三年行動計劃（2021-2023年）》提出，到2023年底，新建大型及以上數據中心PUE（能源利用效率）降到1.3以下。

　　對于2010年至2016年期間建成投產的老舊數據中心，正面臨著產品技術老舊、能耗居高不下、進駐客戶逐步搬離流失和運營成本增加及效益銳減的尷尬處境。在一線城市一些年均PUE高、在網時間長的小散老舊數據中心有被政策要求逐步關停騰退的風險。

　　如何有效實現老舊大型數據中心的節能降本和挖潛創收已經成為絕大多數項目投資方或數據中心運營商不得不考慮的痛點迫切問題。

　　本文以具體實操案例為切入點，著重研究了針對老舊典型的大型數據中心切實可行且富有成效的精細化運維和節能挖潛策略方案，并給出了成效測算分析，具有一定的指導意義和推廣價值。

　　01.某老舊大型數據中心運營現況

　　當前國內數據中心運營商大多以10年作為全生命周期的投資盈利測算或場地租賃期限。國內5年前建設投產，至今仍在運轉的大型數據中心都或多或少存在產品技術及系統架構隔代、運維管理粗放、上架率不高、實際單機柜功率低于或高于設計值、供配電系統帶載率偏低、過度供冷、局部熱點高發、設備壽命縮短、年均PUE居高不下（上架期更明顯）等一系列突出的痛點問題。

　　以某老舊大型數據中心為例，前后三期歷時3年建成，現已運行3年多，基本情況見表1。

　　通過實地調研和基本分析，該項目屬于國內典型的傳統地板下送風+水冷冷水主機制冷架構+中低功率密度機柜模式，由于設計和實際運營上架之間的偏差，加上缺乏精細化運維管理，可以推斷該項目仍然存在較大的節能及挖潛空間。

　　02.節能降本方案及成效分析

　　國內早期傳統數據中心在設計建設階段往往對業務上架分析不足或規劃設計上缺乏一定的彈性，交付運營后的1~3年內因進駐客戶少、缺乏科學合理的上架布局規劃或精細化運維管控，導致大部分項目年均PUE居高不下，總體運營成本偏高、收益縮減，本項目也存在類似問題。

　　本文以安全可行為前提、以降本增效為目的，對該項目給出了9個節能舉措及其成效測算。

　　2.1 提高UPS系統的帶載率

　　由于當前IT負載上架不足導致UPS系統帶載率普遍偏低，并機系統全開啟情況下單機帶載率低于20%的居多，因此UPS系統損耗存在節約空間。有必要通過關閉部分IT用的及動力用的UPS主機，按照季度熱備輪休方式來提升并機系統帶載率（85%是主流上限值），即總共可關閉36臺UPS，保守估計可節約的系統損耗負載約1404kVA（UPS系統效率按97%估算）。該操作方案同時可減少蓄電池充放電功耗次數，延長UPS及蓄電池壽命。

　　2.2 做好冷通道100%封閉

　　本項目上架率約70%且整體負載率約69%，未上架的1200多個機柜及未上滿的機柜所在174條冷通道側均未做密閉封堵，全機房樓有88條冷通道通風地板不具備風量可調功能。通過增加2.8萬塊盲板及調換1220塊可調節通風地板，確保所有冷通道的氣密性良好及其通風地板50%可調。

　　冷通道通風地板調換原則為優先考慮上架率低或空置的機柜附近，后期需結合上架情況經常性調換可調節地板的安裝位置。通過以上操作，可確保所有機房氣流不短路不串流，最終實現不跑冷和按需供冷。

　　2.3 提高空調系統運行效率

　　空調系統配置及節能操作方案見表2。該項目數據機房及配套低壓室、電池室共有254臺冷凍水空調存在過度制冷情況。在確保安全可靠運行及按需制冷的前提下，共可關閉機房樓142臺精密空調，按COP（能效比）=18計算，這將減少配套制冷功耗約1188.1kVA。

　　2.4 嚴控非核心區域制冷功耗

　　非核心區域（如大堂、安保、接待、休閑區等）應盡量關閉風機盤管，共可關閉27臺風機盤管，總功耗約為4.9kW。

　　設置新風系統的主要目的是維持正壓和給機房換氣。夏天需要額外降溫除濕，冬天需要額外加熱加濕，室內空調功耗也隨之增加。在無人時、無人區、夏天冬天時，應盡量關閉或少開啟新風系統，共可關閉37臺新風機組，總的功耗約為281kW。當室外溫、濕度達到機房可利用標準，可開啟新風并適當關閉機房空調，利用大自然的冷量實現節能。

　　定期檢查所有機房熱通道區域的地板，防止各種方式的漏風跑冷。

　　尚未上架的機房獨立區域，應該關閉所有的空調及其供電設備。辦公樓的空調設備也應做到嚴格管控，人走即關。

　　2.5 優化空調系統參數設置

　　暖通系統參數調整節能方案見表3。按順序對暖通各子系統參數進行調整， 期間必須設置操作穩定觀察期，并隨工況微調變化，可進一步提高暖通系統COP，降低空調CLF（制冷負載系數）值。

　　2.6 實行分區分時照明管控

　　前期設計并未采用智能照明技術，機房樓的機房區及其配套區域均實行100%開啟照明，辦公樓大部分區域也未能實現人走燈滅或空調關機。

　　對于機房樓內的機房區域，實行全天開啟30%的照明。對于機房樓的消防水池、補水池、蓄冷池、網管中心、高低壓配電室、冷機房、UPS室等配套區域全天只開啟1~2個照明開關（每個開關控制5只燈管）。對于機房樓的接待大廳、開關房、變壓器室、油機室、網絡接入間、電池室、鋼瓶間、走廊及屋頂等配套區域全天實行人走關燈。接待大廳及走廊區域的空調無人時實行人走關機。對于辦公樓內各區域照明均實行白天不開啟少開啟、晚上人走關燈。

　　以上措施，均通過運維人員及安保巡樓加以實施執行。經測算，機房樓照明負荷達74kW，其中IT機房照明為41kW，按節約20%計算，配套區域照明33kW， 按節約40%計算，總共可節約配套照明功耗24kVA。

　　2.7 實施屋頂光伏供電

　　優先考慮在機房樓+辦公樓空余地塊實施屋頂光伏方案給辦公樓及配套照明空調供電，自用率約95%，經測算光伏裝機容量為265kWp，投資成本約120萬元。年發電量235000kWh，年均收益19萬元，回收周期6.3年，可降低PUE約0.0016。

　　2.8 啟用大型蓄冷池節電

　　大容量蓄冷池充蓄冷成效測算見表4。本項目配置6000m3的蓄冷池，按運維操作票需投入2~3個現有運維人員，每天0~8點共8個小時進行蓄冷操作，每天14~19點共5個小時進行放冷操作。

　　蓄冷階段比正常工況多開1臺充冷冷機和1臺充冷水泵；放冷階段關閉2臺冷機，2臺冷卻泵，1臺冷凍泵，需要多開1臺放冷水泵。全年春節、國慶假期及突發情況共約2個月不能蓄冷，按全年300天可蓄冷節能計算，通過啟用蓄冷池削峰填谷每年可節約電費178萬元。執行充蓄冷操作對全年平均PUE降低稍微會有一點改善，可暫不計入。

　　2.9 AI 深度節能技術

　　當前數據中心AI節能技術架構典型的有4種算法類型：自控類公司常規算法、變工況人工經驗算法、基于數據驅動的神經網絡算法、基于數據驅動和機理框架的智能算法。

　　最后這種智能算法是基于系統整體全局優化控制，利用校核的系統模型實時尋找機房運行的最佳效率點，側重整個空調系統的智能深度節能（系統級COP提升），即使在歷史運行數據不好的情況下也能夠實現主動高精度的預測與優化，其節能率比常規算法高10%以上。結合廠家項目經驗數據測算，年平均PUE可降低約0.05~0.10左右。本次成效測算時暫不計入估算。

　　綜上所述，執行以上8個常規節能舉措共投資約400萬元，保守估計每年可節約993.2萬度電（折合標準煤為1221.64噸，折合二氧化碳排放量為3261.8噸），節約電費約662萬元。改造后年平均PUE可從1.430降至1.296左右，節能成效可觀。

　　03.挖潛方案及成效分析

　　本項目實際上架平均負荷低于設計值導致電量。冷量存在大量富余，且園區室外及屋頂均存在空置場地可用于挖潛。目前園區總電量扣減未上架機柜用電需求后剩余6222kVA，經測算可在園區室外地面和屋頂的空余場地擴建機柜683架（單機柜按6kW，年均PUE暫按去年值1.43考慮）。

　　該項目可優先采用帶冷凍水空調的預制式集裝箱數據中心進行挖潛，其他項目可以考慮直接采用帶間接蒸發冷卻空調或常規風冷空調的預制式集裝箱，對現場的改造影響最小且交付速度非常快。挖潛的機柜如能成功投入運營，每年帶來的機柜租賃、帶寬分成收入至少在5000萬元以上，將一定程度上縮短項目投資回報周期。

　　本文以某主流大型數據中心案例為應用研究對象，通過常規節能舉措和AI 節能方案，可明顯提高運維精細化管理水平及核心機電設備的運行壽命，可有效降低年均PUE及提升全生命周期內項目的運營收益。保守估算該項目實施相關節能舉措后年均PUE可降至1.296，每年至少減少二氧化碳排放約3261.8 噸，可以節約電費成本662萬元。而實施挖潛改造后，每年可增收至少5000 萬元。

　　以上舉措適用于當前國內同類型老舊大型數據中心的降本創收，有助于達成PUE降至1.30以內及打造綠色低碳數據中心的相關政策管控目標，而且對新建大型數據中心項目的規劃設計、上架布局、精細化運維及高效節能管理也有一定的借鑒參考價值。