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出版者:清华大学出版社

作者:褚建立

出品人:

页数:448

译者:

出版时间:2004-10-1

价格:33.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787302094814

丛书系列:

图书标签:

• 综合布线
• 网络工程
• 弱电工程
• 通信工程
• 布线技术
• 网络技术
• 工程实践
• 实战指南
• 安装规范
• 维护保养

《数据中心能效优化与绿色IT实践》 图书简介 在当前数字经济迅猛发展的背景下，数据中心已成为支撑信息社会运行的核心基础设施。然而，随之而来的巨大能耗和环境压力，使得“绿色、高效、可持续”成为数据中心建设与运营的必然趋势。本书《数据中心能效优化与绿色IT实践》，正是立足于这一时代需求，为数据中心规划者、管理者、设计工程师及运维人员提供的一部系统、深入且极具实战指导价值的专业参考著作。 本书的宗旨在于构建一个从宏观战略到微观技术的完整能效管理框架，旨在帮助读者全面理解数据中心能源消耗的各个环节，并掌握前沿的节能技术和科学的管理方法，最终实现降低PUE（电源使用效率）、提高资源利用率、减少碳排放的目标。 全书内容组织严谨，逻辑清晰，共分为六大部分，涵盖了数据中心生命周期的各个关键阶段。 第一部分：数据中心能效基础与战略规划 本部分为全书的理论基石。首先，详细阐述了数据中心能源消耗的驱动因素和能耗结构分析方法，深入剖析了PUE、CUE（冷却使用效率）等关键能效指标的计算、监测与基准设定。我们不仅仅停留在概念层面，而是引入了国际公认的绿色数据中心标准（如Uptime Institute Tier标准与ISO 50001能源管理体系）的最新要求，指导读者如何制定符合法规要求且具有前瞻性的绿色IT战略。内容强调了自顶向下（Top-Down）的能效规划思维，即从业务需求出发，倒推出IT负荷、电力容量和冷却需求，确保设计的初始能效水平达到最优。 第二部分：高效电力系统设计与冗余管理 电力系统是数据中心能耗的源头。本部分聚焦于如何设计一个既安全可靠又具备高能效的供配电系统。我们系统性地介绍了高压直流（HVDC）供电架构的优势与应用场景，并对比了传统交流（AC）架构下的损耗环节。重点内容包括： 不间断电源（UPS）技术革新： 详细分析了模块化UPS、高频UPS以及三电平/多电平技术在提升部分负载效率方面的突破。阐述了如何通过智能旁路和休眠模式，最大限度地减少空载损耗。 配电网络优化： 探讨了采用更高电压等级（如10kV甚至更高）进行供电的优势，以及如何通过优化变压器选型（低损耗非晶合金变压器）和实施智能配电母线系统，减少传输和分配过程中的能量衰减。 电池储能与功率因数校正： 介绍了锂电池在数据中心后备电源中的应用，包括其在空间、寿命和能效方面的优势，以及如何通过有源滤波器（APF）和无功补偿设备，确保整个电力系统的功率因数接近1，减少电能浪费。 第三部分：突破性冷却技术与热流管理 冷却系统往往占据数据中心总能耗的30%至50%，是能效优化的主战场。本部分着重介绍了突破传统冷水机组和风机系统的局限性，推广新兴的高效制冷技术。 自由冷却（Free Cooling）的深度应用： 详细解析了直接蒸发冷却（Direct Evaporative Cooling, DEC）、间接蒸发冷却（Indirect Evaporative Cooling, IEC）和全热交换器的设计原理、适用气候条件和部署策略。内容特别强调了在不同湿度和温度区域如何科学评估和实施混合冷却方案。 精密空调（CRAC/CRAH）的高效运行： 分析了变频驱动（EC风机）、模块化冗余设计以及采用新型环保制冷剂对空调能效的影响。 高密度热流的应对策略： 针对日益增长的GPU集群和AI算力需求，本书深入探讨了液冷技术的演进与实践。内容细致描述了冷板式液冷、浸没式液冷（单相与两相）的系统架构、流体选择、泵送能耗控制，以及如何将液冷系统与废热回收技术结合起来，实现能源的梯级利用。 空间热流管理： 详述了冷热通道隔离（Containment）技术的不同形式（物理隔断与气流组织优化），以及如何通过优化送回风路径、消除热点（Hot Spots）来提升送风温度，从而使制冷系统在更高效率点运行。 第四部分：IT设备能效与虚拟化整合 数据中心的功耗主体是IT设备。本部分侧重于优化IT负载侧的能效，实现“算力密度最大化，能耗最小化”。 服务器能效标准与选型： 引入了80 PLUS电源认证的扩展应用，以及服务器整机能效（Server Utilization vs. Power Consumption）的测量方法。指导读者如何甄选高能效的CPU、内存和存储设备。 虚拟化与资源池化： 探讨了通过服务器虚拟化、容器化技术，实现资源动态分配和负载均衡，从而提高物理服务器的平均利用率，减少“僵尸服务器”和“空载运行”带来的巨大浪费。 存储能效策略： 介绍了固态存储（SSD）与机械硬盘（HDD）在能耗上的差异，以及利用数据分层、数据去重、自动休眠（Spin-down）等技术，优化存储系统的整体能耗。 高性能计算（HPC）与AI的功耗建模： 针对特定应用场景，本书提供了功耗预测模型，指导用户在保证计算性能的前提下，通过调整CPU频率、内存带宽等参数，实现能效最优配置。 第五部分：数据中心智能化管理与能耗监控 缺乏实时、准确的数据是无法进行有效优化的。本部分聚焦于如何利用先进的数字化工具实现能效的精细化管理。 DCIM（数据中心基础设施管理）系统： 全面介绍DCIM系统的功能模块，包括资产管理、容量规划、环境监控与能耗分析。重点阐述如何集成来自PDU、UPS、传感器和楼宇管理系统（BMS）的数据，构建统一的能效视图。 实时能效分析与预警机制： 教授读者如何利用时间序列分析技术，识别能效异常波动的原因（如冷却系统故障、负荷突增或设备老化），并设置主动干预的阈值和自动响应流程。 预测性维护与优化调度： 利用历史数据和机器学习算法，预测关键组件（如冷却塔、水泵）的性能衰减趋势，从被动维修转向主动维护，确保设备始终在最佳效率区间内运行。 第六部分：循环经济与数据中心废热回收 作为绿色IT的终极目标之一，本部分探讨了如何将数据中心视为一个能源节点，而非仅仅是能源消耗点。 废热回收技术路线： 详细分析了将数据中心排出的中低温废热用于区域供暖、区域制冷（吸收式制冷机）或热水供应的技术可行性和经济性评估方法。 可再生能源的集成： 讨论了数据中心如何通过就近部署光伏、风能，或利用购电协议（PPA）接入大规模可再生能源，以实现碳足迹的最小化。 生命周期评估（LCA）： 引导读者进行从设备制造、运行到最终报废的完整生命周期评估，指导采购决策，优先选择低环境影响的硬件和基础设施材料。 本书的特色在于其高度的工程实用性和前沿性，书中大量引用了来自全球领先数据中心运营商的真实案例数据和优化实践，为读者提供了直接借鉴的“蓝图”。阅读本书，读者将不仅掌握数据中心的布线、设备安装等基础技能，更能提升到战略决策和系统优化的宏观层面，真正成为推动数据中心行业迈向可持续未来的关键力量。

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