元智大學電腦機房節能改善實務案例分享

元智大學圖書資訊服務處鄭建祥。

成立於1989年，在1997年改名的元智大學，在1996年時將圖書館與電算中心合併成為圖書資訊服務處，也是元智大學機房的管理單位。元智大學圖書資訊服務處鄭建祥表示，元智大學在2010年時積極落實綠色機房，特別藉此分享節能改善實務經驗。

元智總共有三個機房，其中一個是備援機房，主要的兩個機房分別是網路機房及代管機房，面積都是20坪。鄭建祥表示，元智機房在2010年落實的綠色機房新措施，包括：更改機櫃排列方式，改採背對背之方式，區分出冷熱通道；建立冷熱通道隔離系統，避免冷熱空氣混合；改採高效率模組式不斷電系統，提升能源效率；變更機房設備用電為220V，減少電壓轉換損失；採用數位式配電盤，掌握各個機櫃用電狀況；改採高通風率機櫃，增加設備進風量。

以冷熱通道隔離為例，鄭建祥表示，下吹式空調的冷空氣，會先透過高架地板送風，建立冷空氣通道，再作一個風管延伸到天花板的上方，建立熱空氣通道，機櫃上方及走道利用PVC門簾隔離熱通道，機器間的空隙則是以盲蓋版封閉，熱通道內的天花板，也加大迴風口，以避免熱空氣迴流。

建立冷熱通道隔離系統之後的節能成效相當明顯，機房空調日平均用電從將近1,200？1,300度，降至700？800度左右，鄭建祥表示，中間其實只花了2？3萬元的費用，光是空調用電就節省了三分之一。

而在設備用電變更方面，首先是採用高效率UPS。鄭建祥指出，傳統UPS的整機滿載效率大約在88%？90%，半載時效率更低。反觀高效率UPS，負載在15%時，效率就已高達 90%，而機房常用的40？60%負載, 效率可高達94%，無形中可以減少其中的能源消耗。

另一個變更的項目則是全面改用220V。鄭建祥指出，傳統機房設備用電系統大多採用208/120 V，但發電機及正常市電，原始值其實是380/220 V。在全面將機房設備用電改用220V後，因為不需經過變壓器，也因此減少因電壓轉換的能源消耗，同時採用數位式配電盤，透過Web介面即可掌控機櫃目前用電量、累計用電量，及各機櫃內迴路用電情形。

此外，元智機房也改用高通風率機櫃，以增進空調效率。鄭建祥指出，以前的機櫃前板的空孔率因為只有40？60%，為了通風只好把機櫃前板拆掉，但也可能會有安全疑慮，因此改用通風開孔率高達70%的機櫃，同時優化框架設計，阻擋機櫃冷熱空氣混合，避免熱交換效率降低。

而在2011年時，元智大學又展開綠色機房第二階段的改善工程，除了建置機房專用高可用發電機組，並設有可供72小時運轉的油槽，確保機房用電外，同時還建置第二套不斷電系統，避免單點故障問題，並採用列間空調，減少空調損耗，強化節能成效。

在機房專用發電機組方面，鄭建祥表示，原來的機房本來是直接使用大樓的消防發電機組，並沒有備援機制，一旦大樓消防系統需要發電時，可能會影響機房供電，因此為確保機房用電，元智機房建置機房專用發電機組，並採兩台交替運轉方式建置，以避免發電機發生故障。

鄭建祥表示，機房的第一個迴路是經由ATS接上UPS後與市電共同接進STS，再接上機櫃；第二個迴路則是讓ATS接上USP後接至機櫃，等於形成兩套不斷電系統，以降低停電風險。

列間空調則是直接擺在機櫃旁邊，將機櫃後方送出的熱空氣吸進來，再將冷卻後的冷空氣送到機櫃前方，提升節能效率，同時還有Web介面可以進行監控。鄭建祥表示，列間空調就近熱源，可減少冷空氣傳輸時的不必要消耗，利用控制冰水進水量調節出風溫度，不過度降溫，還可隨需求橫向擴充，不需於建置初期過度建置空調設備，而且採用DC變頻風扇，最大耗電量為1000W，平均耗電量為200？300W，比傳統空調的2200W要低上許多。在採用列間空調後，機房日平均用電量，也從700？800度進一步降到200？300度，遠遠超出原來的預期。

鄭建祥表示，元智綠色機房成效經工研院實證，PUE值平均約為1.59，其中春季用電(3？5月)的PUE平均值為1.56，夏季用電(6？8月)的PUE平均值則為1.65，比其他學術單位或中央及地方政府機關的表現好很多。

到了2014年，元智大學也展開第三階段的綠色機房新措施。由於元智大學採用IG55環保氣體滅火系統(不需拉設噴射管)，PVC門簾可能會影響滅火效率，因此改採自動門，於消防系統啟動時會自動開啟，避免影響滅火，並利用壓克力封閉熱通道。

此外，新採購伺服器則是儘量選用80 PLUS白金級電源供應器，現行3大國際廠牌皆已預設採用。而由於現行伺服器的環境溫度大多為10？35℃，因此也逐漸開始提高機櫃進風溫度設定，環境溫度設定為27℃。備援機房也改採吊隱式空調，並於通道內強制迴風，機櫃上方也進行熱通道封閉。

元智大學在2014年中旬時，建置了大數據與數位匯流創新中心機房，但即使在大數據伺服器上線後，設備用電雖然增加56.18%，空調用電增加43.8%，PUE值反而還因此下降。

鄭建祥總結指出，只冷熱通道進行隔離有其必要，如採用PVC門簾及盲蓋版，即可達到相當大的節能成效。機房設備宜全面採用220V之電源，可避免電壓轉換消耗。傳統UPS能源效率低，汰換時建議採用高效率UPS。

此外，管理人員也因儘量減少進出機房次數，以避免空調沒必要的消耗。空調為PUE改善關鍵因素，採用列間空調，可大幅降低空調設備用電量，可於設備汰換時列入考量。