數(shù)據(jù)中心節(jié)能技術(shù)與綠色運維考核試卷（附答案）一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.數(shù)據(jù)中心PUE（電源使用效率）的計算公式為：A.數(shù)據(jù)中心總能耗/IT設(shè)備能耗B.IT設(shè)備能耗/數(shù)據(jù)中心總能耗C.制冷系統(tǒng)能耗/IT設(shè)備能耗D.數(shù)據(jù)中心總能耗/制冷系統(tǒng)能耗2.下列哪項不屬于液冷技術(shù)的主要類型？A.冷板式液冷B.浸沒式液冷C.噴淋式液冷D.壓縮式液冷3.自然冷卻技術(shù)中，“水側(cè)自然冷卻”的核心是通過降低以下哪項參數(shù)實現(xiàn)節(jié)能？A.室外空氣濕度B.冷凍水進水溫度C.服務(wù)器芯片溫度D.UPS輸出電壓4.數(shù)據(jù)中心采用儲能系統(tǒng)的主要目的不包括：A.平抑電網(wǎng)峰谷負荷B.提升可再生能源消納能力C.替代傳統(tǒng)柴油發(fā)電機D.降低IT設(shè)備運算功耗5.以下哪種氣流組織方式最易導(dǎo)致熱空氣回流？A.冷熱通道隔離B.地板下送風(fēng)+天花板回風(fēng)C.開放式機房無隔離D.行間空調(diào)就近制冷6.綠色數(shù)據(jù)中心評價中，WUE（水使用效率）的定義是：A.年總用水量/IT設(shè)備年能耗B.制冷系統(tǒng)年用水量/數(shù)據(jù)中心總能耗C.年總用水量/數(shù)據(jù)中心總能耗D.冷卻塔補水量/IT設(shè)備年能耗7.服務(wù)器動態(tài)節(jié)能技術(shù)中，“CPU動態(tài)調(diào)頻”的原理是：A.根據(jù)負載調(diào)整核心數(shù)量或頻率B.關(guān)閉空閑服務(wù)器電源C.降低內(nèi)存訪問速度D.減少硬盤讀寫次數(shù)8.下列哪項不屬于數(shù)據(jù)中心可再生能源利用方式？A.屋頂光伏發(fā)電B.園區(qū)風(fēng)力發(fā)電C.購買綠電證書D.柴油發(fā)電機供電9.智能運維平臺中，AI溫控算法的核心輸入?yún)?shù)不包括：A.服務(wù)器負載分布B.室外氣象數(shù)據(jù)C.員工考勤記錄D.空調(diào)設(shè)備運行狀態(tài)10.數(shù)據(jù)中心節(jié)能改造中，“變頻技術(shù)”主要應(yīng)用于以下哪種設(shè)備？A.服務(wù)器主板B.冷凍水泵C.存儲陣列D.網(wǎng)絡(luò)交換機二、填空題（每題2分，共20分）1.數(shù)據(jù)中心能效等級標準（GB40879-2021）規(guī)定，1級能效數(shù)據(jù)中心的PUE應(yīng)≤______。2.浸沒式液冷根據(jù)冷卻液是否與電子元件直接接觸，可分為______和______兩種類型。3.自然冷卻技術(shù)的應(yīng)用條件主要受______和______兩個氣象參數(shù)限制。4.數(shù)據(jù)中心儲能系統(tǒng)的常見類型包括______、______和超級電容器。5.綠色運維的核心指標體系包括能效指標、______、______和可持續(xù)發(fā)展指標。6.服務(wù)器節(jié)能模式中，“深度休眠”需要滿足______條件才能啟動。7.數(shù)據(jù)中心余熱回收的典型應(yīng)用場景包括______、______和區(qū)域供暖。8.氣流組織優(yōu)化中，“熱通道封閉”的關(guān)鍵是將______溫度控制在合理范圍內(nèi)。9.可再生能源消納比例的計算公式為______/______×100%。10.智能巡檢系統(tǒng)通過______和______技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)實時監(jiān)測。三、判斷題（每題1分，共10分。正確填“√”，錯誤填“×”）1.PUE值越小，數(shù)據(jù)中心能效水平越高。（）2.間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)在高濕度地區(qū)的節(jié)能效果優(yōu)于低濕度地區(qū)。（）3.采用高壓直流供電（HVDC）可提升供配電系統(tǒng)效率。（）4.數(shù)據(jù)中心UPS系統(tǒng)效率提升會直接降低PUE。（）5.自然冷卻只能在冬季使用，夏季必須依賴機械制冷。（）6.服務(wù)器負載率低于30%時，單機能效比會顯著下降。（）7.余熱回收系統(tǒng)的投資回報期通常短于5年。（）8.綠電證書購買可直接降低數(shù)據(jù)中心運營中的實際碳排放量。（）9.AI溫控算法需結(jié)合歷史數(shù)據(jù)與實時數(shù)據(jù)進行動態(tài)調(diào)整。（）10.老舊數(shù)據(jù)中心節(jié)能改造的優(yōu)先級應(yīng)首先更換IT設(shè)備。（）四、簡答題（每題8分，共32分）1.簡述液冷技術(shù)相比風(fēng)冷技術(shù)的主要優(yōu)勢及適用場景。2.說明自然冷卻技術(shù)（風(fēng)側(cè)與水側(cè)）的技術(shù)原理及應(yīng)用限制。3.列舉數(shù)據(jù)中心綠色運維的5項核心措施，并說明其節(jié)能機理。4.分析數(shù)據(jù)中心PUE與CIE（碳強度）的關(guān)聯(lián)關(guān)系，提出降低CIE的具體策略。五、案例分析題（共18分）某互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)數(shù)據(jù)中心位于華北地區(qū)（年平均氣溫12℃，夏季最高溫38℃，冬季最低溫-15℃），現(xiàn)有參數(shù)如下：-數(shù)據(jù)中心總能耗：12000萬kWh/年-IT設(shè)備能耗：8000萬kWh/年-制冷系統(tǒng)能耗：3000萬kWh/年-其他輔助能耗：1000萬kWh/年-年總用水量：50萬噸-可再生能源消納量：2000萬kWh/年（來自園區(qū)光伏）問題：1.計算該數(shù)據(jù)中心的PUE、WUE（單位：L/kWh）及可再生能源消納比例（保留2位小數(shù)）。（6分）2.結(jié)合當?shù)貧夂驐l件，提出3項可行的節(jié)能改造建議，并說明技術(shù)原理。（6分）3.若計劃將PUE降至1.25，需降低多少總能耗？假設(shè)IT設(shè)備能耗不變，計算需減少的輔助能耗量。（6分）答案一、單項選擇題1.A2.D3.B4.D5.C6.A7.A8.D9.C10.B二、填空題1.1.32.單相浸沒；兩相浸沒3.室外干球溫度；濕球溫度4.鋰電池儲能；鉛酸電池儲能（或液流電池儲能）5.水資源利用指標；碳排放指標6.業(yè)務(wù)負載長期低于閾值（或無實時業(yè)務(wù)需求）7.數(shù)據(jù)中心自身生活熱水；工業(yè)工藝加熱（或農(nóng)業(yè)溫室供暖）8.熱通道內(nèi)空氣9.可再生能源消納量；數(shù)據(jù)中心總能耗10.物聯(lián)網(wǎng)（IoT）；傳感器三、判斷題1.√2.×3.√4.√5.×6.√7.×8.×9.√10.×四、簡答題1.液冷技術(shù)優(yōu)勢：（1）散熱效率高，可支持高功率密度服務(wù)器（單芯片功耗>300W）；（2）降低制冷能耗（相比風(fēng)冷可減少30%-50%制冷系統(tǒng)能耗）；（3）減少機房空調(diào)設(shè)備占用空間；（4）降低環(huán)境噪音（無風(fēng)扇或風(fēng)扇轉(zhuǎn)速降低）。適用場景：-超算中心、AI計算中心等高功率密度場景；-對噪音敏感的城市核心區(qū)數(shù)據(jù)中心；-自然冷卻條件有限（如高濕度地區(qū)）的機房。2.技術(shù)原理：-風(fēng)側(cè)自然冷卻：通過引入低溫室外空氣直接或間接（通過空氣-空氣換熱器）冷卻機房，減少機械制冷運行時間；-水側(cè)自然冷卻：利用低溫室外空氣冷卻循環(huán)水（如通過干冷器），降低冷凍水溫度，減少冷水機組運行時間。應(yīng)用限制：-風(fēng)側(cè)：受室外空氣潔凈度（需高效過濾）、濕度（高濕度可能導(dǎo)致結(jié)露）限制；-水側(cè)：受室外干球溫度（需低于設(shè)定的冷凍水回水溫度）限制，夏季高溫時效果下降。3.核心措施及機理：（1）動態(tài)負載管理：根據(jù)業(yè)務(wù)需求調(diào)整服務(wù)器開啟數(shù)量或運行模式（如休眠、降頻），降低空閑設(shè)備能耗；（2）智能溫控優(yōu)化：通過AI算法預(yù)測負載與環(huán)境溫度，動態(tài)調(diào)節(jié)空調(diào)風(fēng)量、水溫，避免過度冷卻；（3）設(shè)備能效升級：更換高能效等級的制冷機組（如一級能效冷水機）、高效UPS（效率>96%），降低設(shè)備自身能耗；（4）余熱回收利用：將制冷系統(tǒng)排出的熱量通過熱泵或熱交換器回收，用于生活熱水或區(qū)域供暖，提高能源綜合利用率；（5）可再生能源整合：通過自建光伏/風(fēng)電、購買綠電等方式，減少化石能源依賴，降低碳排放。4.關(guān)聯(lián)關(guān)系：PUE反映能源使用效率（總能耗/IT能耗），CIE反映單位IT能耗的碳排放量（總碳排放量/IT能耗）。PUE越低，總能耗中化石能源占比可能降低（若可再生能源比例不變），從而間接降低CIE；但CIE還受能源結(jié)構(gòu)影響（如使用綠電可直接降低CIE）。降低CIE策略：（1）提高可再生能源消納比例（如擴大光伏裝機、購買綠電）；（2）優(yōu)化PUE（降低總能耗，減少化石能源消耗總量）；（3）采用碳捕捉與封存（CCUS）技術(shù)抵消剩余碳排放；（4）參與綠電交易，購買林業(yè)碳匯等offsets。五、案例分析題1.計算：-PUE=總能耗/IT能耗=12000/8000=1.50-WUE=年總用水量（L）/IT能耗（kWh）=500000×1000L/8000×10^4kWh=500000000/80000000=6.25L/kWh-可再生能源消納比例=2000/12000×100%≈16.67%2.節(jié)能改造建議：（1）水側(cè)自然冷卻系統(tǒng)改造：利用華北地區(qū)冬季低溫（最低-15℃），在冷凍水系統(tǒng)中增加干冷器，冬季通過室外空氣冷卻循環(huán)水，減少冷水機組運行時間（原理：通過自然冷源替代機械制冷，降低制冷能耗）。（2）服務(wù)器液冷改造：針對高功率密度機柜（如AI服務(wù)器），采用冷板式液冷替代風(fēng)冷，減少空調(diào)風(fēng)量需求（原理：液冷散熱效率高，降低制冷系統(tǒng)能耗30%以上）。（3）儲能系統(tǒng)配置：安裝鋰電池儲能裝置，利用電網(wǎng)峰谷電價差，在谷期充電、峰期放電，降低用電成本并平抑負荷（原理：通過儲能轉(zhuǎn)移用電時段，減少高峰時段從電網(wǎng)購電的高碳能源使用）。3.目標PUE=1.25，IT能耗=8000萬kWh，目標總能耗=PUE×IT能耗=1.25×8000=10000萬kWh，需降低總能耗=12000-10000=2000萬kWh，輔助能耗=總能耗-IT能耗-制冷能耗=10000-8000-3000=-1000（不合理，說明需同時降低制冷能耗或其他