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专题
2011/3/22 13:33

李思林:机房数据中心机柜地震对策技术及节能技术

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由工业和信息化部信息化推进司指导,中国数据中心产业发展联盟主办,北京三达经济技术合作开发中心与中国IDC产业联盟网承办的“2011中国数据中心产业发展大会(第一届)”于3月22日在北京隆重召开。本次峰会将围绕国内数据中心领域产业发展、规划建设、市场运营、应用导向、技术引领、客户服务感知等进行深入交流和探讨。

以下为日本日东工业株式会社中国区销售总监李思林的主题演讲实录。

日本日东工业株式会社中国区销售总监 李思林

日本日东工业株式会社中国区销售总监 李思林

李思林:各位领导、各位来宾、各位朋友,大家上午好!非常高兴能有这个机会在这里与大家分享日东工业关于大会的演讲主题,“机房数据中心机柜地震对策技术及节能技术”。

地震是最近一、两年比较敏感的话题,日东工业也是来源于日本的一个公司,在正式演讲题目之前先介绍一下我们公司。

日东工业是全球领先的机箱机柜及配件产品制造商,主要的销售网点是在日本,在中国目前有6个,在泰国有一个。生产基地,在日本有8家,在中国有1个,泰国有1个。全球员工数是2000人,是非常小的公司,公司的营业额到2009年是610亿日元,在日本标准化产品市场占有率约为60%左右。我们是48年创册,先后在东京和名古屋上市,我们2004年进入中国,在嘉兴建厂,我们正式在中国进行市场推广是在09年。我们是2011年开始,嘉兴公司增资,现在更名为日东工业(中国)有限公司,这是关于日东工业简单的几个数据。

这是我们的产品(PPT),跟我们相关的产品是信息通信系列的,等一下有关于节能和抗震的方案介绍。

这是我们在日本的生产基地,总部在日本的名古屋,这次地震离名古屋稍微远一点点,我们受到日本限电,稍微有一点点影响,其他都没有问题。

日东工业产品的品质非常好,可能各位对我们品牌还比较陌生,因为我们进入国内才一、两年的时间。但是我们的特色是我们的产品,我们的产品从设计到制造,再到最后出厂,我们都确保高品质。怎么确保这一点?我们有各种先进,而且种类非常齐全的实验设备,包括中间机柜,防尘、抗震、防水、电子屏蔽。后面还会重点介绍节能,我们通过验证,不管是用户有反馈的效果,我们实验室内部也会有具体的验证,后面会有详细的说明。

前面向大家简单介绍我们日东工业公司的概况。

接下来是今天的话题,今天会议主题是数据中心产业发展大会,我们日东工业也是致力于在数据中心的解决方案方面,其中有特色的就是:第一是地震特色;第二是节能的技术,首先介绍地震方面的技术。

大家从这张图上可以看到,红色的地方,从全球范围来讲是地震危险区比较高的区域,在3月11号日本爆发了9级大地震,在这之前,包括我们国家在云南,还有更早以前在青海玉树,更早还有四川汶川,地震是客观存在的,是不可避免的,现在还不能精确的预测。其实中国很多的城市,都处在地震的断裂带上。中国从建国以来到2000年前后,红色的地方都是发生过地震地方。

这是日本和中国的地质结构的比较,中国和日本同属亚洲,日本发生地震,我们近几年发生过几次大地震,地质灾害是客观存在的,我们要对它进行预防。数据中心的让数据成熟是非常重要的,我们怎么确保信息安全?我们有一个比较好一点的解决方案。

从地震等级来讲,无论是9级,还是8级,一般电视台播报的跟我们的不一样,我们讲的是晃动的等级比较。日本跟中国也不一样,日本是从0-7,在日本东北的地震晃动是7级的,这个等级已经非常高的,这次日本地震是从1900年以来  是最大的一次,对于中国的7级晃动就相当于12级,7级对应的就是里氏9级,这是震动的等级概念,而平常报道的8级、9级是能量爆发,破坏力的等级表述。日东工业关于机柜的抗震功能对应措施和研发,是从震度8级开始研究,对应的是美国的NEBS标准。

什么是NEBS呢?这是北美关于地震方面的一个标准,这是美国的地图,左下角是美国加尼福尼亚州,在美国这个地方是属于地震危险程度最高的地方,绿色的地方是没有地震风险等级的,从0-4分为不同的等级区分,我们日东工业产品从是重3、重4开始研究的。这个是关于标准的具体测试办法,在地震台上面是单轴的,在3个向,变化的量规定不超过75毫米,针对不同的重1、重2、重3、重4,不同的加速度,根据这个结果判定这个有没有通过测试,或者说这是不是一个抗震的方案。

从这个图上可以看到,加速度越高,振动的幅度就越大。我们在自己的实验室进行过多次测试,基于多次不同震级的测试,地震之后也有余震,都是客观存在的,基于在不同的情况进行不同的测试,而且里面加入了不同的重物。

这是一个视频,是我们模仿青海玉树7级地震的一个地震波,这是在我们日东工业自己的实验室大型测试台进行测试的。

地震晃动的传递,其实在同一个地方,比如说咱们在二层,可能在在一楼,二楼或者七、八层,震动等级不一样,比如说我们在1楼是5级的话,可能到楼上是7、8级了,向大家说明,我们数据中心也有在楼上的话,就是如果选择楼层高的话,要注重不同地震等级的预防。

日东工业基于刚才的原理,我们开发的方案里面包括有几种对策,第一是基本抗震的,第二是免震的,第三是减震的,减震是最高级别,后面会重要介绍一下减震。抗震主要是机柜通过特殊的框架平台,确保它能够经得起晃动;而免震下面有一个减震台,把地震能量波不进行传递;最高级别是减震,通过在机架内部加装减震器,从而把地震波的能量进行吸收,转变成热能的原理,确保装在机柜内部的服务器网络设备绝对的静止,从而确保这个数据的安全。

这是我们一系列的对应方案和产品。第一个是我们对应的中控的框架平台,确保承重特别高。第二种是新推出的系列,是两种框架,一个是铝,一个是钢,在座的很多都是做机柜的同行业的,关于机柜用钢的,日东工业目前为止我们是特别领先的,这是第一点。第二点,横的和竖的不是焊接的,是通过螺钉固起来的,这是划时代的一种设计,大家可能会担心结构安全和承重的问题,机构安全没有问题,应该说承重可以到1.5吨,本身它也具有抗震性,这是最基本的框架结构介绍。

我们从三个方面确认是否能够达到抗震的要求。首先从基本的人的安全,就是地震发生的时候,机柜本身不坍塌,内部的物品不飞溅,这是大家基本的要求。其实,在这个之上还有两个因素,就是晃动的时候机柜不损害,这个可能很多时候做不到。还有是确保机柜内部的设备要不受影响,从这三个方面来讲,才是比较完整的抗震的解决方案。

我们最高级别的就是减震,我们叫Gaitect,我们申请了专利保护,内部原理稍微说明一下,这是一个模型,这个像弹簧一样的东西是减振器,还有通过外部的框架来达到减震的原理。特别要说一下减震阻尼器,它是一种特殊的橡胶材料,这种材料是高阻尼的,从右下角这个图可以看到,把产生的能量吸收转变成热能,来确保这个框架是绝对静止的,是这么一个原理。减震机构,从正常的普通机柜4800加速度可以减少50%,按照NEBS标准的话,如果在3000gal以内就是正常的,我们在自己的实验室都做过测试。

这是视频,给大家看一下,这是机柜内晃动的对比。

我们在很多企业进行应用,借这个机会,这是上周日本的一个大客户TTK,这是他们给我们的感谢信。上面有中文的翻译,意思是地震之后有很多消极新闻,这个公司他们买了我们十几台机柜,因为他们本身楼坍塌比较厉害,后来停电之后,恢复供电的时候,启动的时候发现一切都正常了,这也是蛮好的使用例子。

下面简单讲一下,这个原理比较简单,但是整体会给大家带来什么好处呢?下面给大家看一下视频。前面的话题是关于抗震方面的,下面是关于数据中心节能的技术,刚才周总也讲了关于他们节能的一些做法,日东工业关于数据节能方面,首先是AISLE CAPPLNG这么一个结构,下面做一个详细的介绍。这是关于数据中心里面的设备简介,从明晰来看,其实机房的空调耗电量是最大的,包括老机房和新机房,从35-45%耗电量不等。

关于当前数据中心的空调循环示意图,从地板下送风,然后机柜面对面摆放,有一个冷通道,冷气从下往上走。普遍存在什么问题?存在倒灌,冷气往上走,造成上面的冷却效率低下。随着服务器密度增加,包括性能越来越高的话,造成效率低下,还有是机柜内部的不均衡摆放,也造成的冷却效能低下,还包括多孔地板的也会造成效能低下,多种原因导致了电力消耗增加,尤其是空调在机房明晰中是耗电最大的一部分,所以有必须进行深入研究。

要改善这些空调效率,一些常用的方法,大家采用比较多的是局部冷却和局部散热,现在也有把机柜密封的做法。最右边的是密封冷通道的做法,这个原理是比较简单的,把地板下送风和机柜顶部的散热完全分离的做法,从而更加有效的实现空调环境的气流控制技术。在机柜冷通道把冷风和热风完全分开。从这个解析来看,前面讲到的问题之一,机柜的冷却效率从上往下走越来越少,我们通过热解析看到这种情况解决了。机房空调的近端和远端的进风和送风的风压不均的问题也普遍存在,用了这种方案,也完全解决了。

这个叫AISLE  CAPPLNG冷通道的特点,就是降低地板空调的损害,防止废热倒灌,和一般数据中心的空调相比较,可以最大限度的降低空调的风量,可以消减空调通风机动力50%,如果是变频空调的话,可以省电达到30%。

每个产品要进行实际验证,下面给大家介绍一下,通过自己的验证来确保这个方案,改善空调运行效率的例子,目的就是测定实际效果。我们在日本实验室进行过测试,这是一个大的模拟机房,有两个房间,左边是普通的冷通道,这个是把冷通道密封起来,这是机房的高度,地板是半米高,每个房间里面有一台45千瓦的智能空调,地板开孔率是60%,五台对五台,共十个。

这是没加盖的冷通道,这是加盖子的(PPT)。

这是在每个房间总的散热量,这是每台机柜里面4千瓦的,这十台机柜是40千瓦的,这是一个实验的条件(PPT)。实验条件一刚才已经讲了,假设这是4台服务器,每台服务器是1000瓦散热量,两边都加上了盖板或者挡板,确保冷气是往里面走的,这是一个实验条件。

第一个测试的是什么?就是设定空调的送风温度在18度,测定冷却通道的温热差,我们这边加了一个传感,这边有9个,这边有9个,中间和两侧都有。根据这个实验结果,在空调送风18度的情况下,如果有废热倒灌的话,机柜内部1米或者2米的地方,温差就有很大的变化。高一米的地方是20度,这个是27度,就差了7、8度温差。另一种是在1米、2米高的地方,这是一样的,所以不同的方案,机柜内部的热分布均匀是完全不一样的,后一种整个机柜上下的温度应该都是一样的。这是第一个实验

第二个实验,把机柜顶部,空调最远端热量是最糟糕的地方,我们来进行对比,空调跟送风有关的。通过验证,这是客户的数据中心的实际案例,通过两种方案,节约电费大概是60万元,如果按一个数据中心用5年的话,可能节约电费300多万,这个不算不知道,一算吓一跳,运营中心花的电费也是大家值得要算的一笔账,希望能为各位企业在运营当中提供更好的选择。

最后,假定空调故障或者停止运转之后,这是内部温度上升的情况,结果可以看到,相同时间内温度上升的特别快,如果有的话,问题就上升得非常缓慢。通过上面三点引证,如果加AISLE CAPPLNG的话效果就非常明显。

我们的两个主题分享就到这个地方,谢谢各位!

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