数据中心机房节能分析

数据中心机房节能分析（精选七篇）

数据中心机房节能分析 篇1

随着现代企业的不断发展对企业的一些机房的设备要求越来越多, 这就使得企业在机房里增加设备的数量, 在这样的情况下机房中对设备的制冷要求也就越高, 但现如今的机房中往往会出现制冷的供应不足的现象出现使得机房中的一些设备出现温度过高的现象, 从而大大影响了其设备的工作效率并使得周围的环境受到不同程度的破坏。从现企业中的用电量来看其中制冷系统所占的比例接近整个机房一半的用电量, 对企业来说在机房中的制冷系统能够做到节能减排的话对企业在用电量方面的投资可大大的降低, 也可使机房周围的环境得到更好的改善。因而对数据中心机房节能减排技术的研究不仅仅可使企业的利益更大化也可使环境受到的破坏更低。

2 数据中心节能减排技术

在企业中机房中要做到节能减排, 主要侧重点可方在在制冷方面和散热方面上的改变。以下对企业机房的节能减排提出几点意见:

2.1 针对性制冷

在机房对设备的制冷时, 工作人员可对每一个设备的发热情况进行统计然后进行相应的分析, 得出相应的数据后再对每个设备的制冷要求进行规范并进行一段时间的监控和改进。在不断的改进后做到对机房中的每个设备制冷的适当度做到真正的节能减排, 又可提高设备的工作效率。

2.2 自动化的调温设备

在企业机房中的一些设备常因体积过大而使工作人员无法经常性的对设备进行制冷的控制, 在这样的设备的制冷时利用自动化的调温设备可最到机房里的节能减排的效果。这样的调温设备的基础主要是建立在传感器上, 当机器的温度过高时传感器将感受到温度的差异, 然后对设备进行相应的制冷、送风等处理, 使得机器最终达到原来的工作温度。这样的技术使机房中的设备长期处于较合适的工作温度使得工作的效率不受到温度的影响更降低保证了其工作的效率, 也对机房的用电量的节能有着重要的意义。

2.3 准确性的通风

在机房中准确性的同风对设备的降温也有很大的帮助对, 也在用电量上可大大减少。在机房的设备中对设备较易发热的部位进行较好的通风, 可使设备的温度上的调节更加有利, 在机房中主要是对设备的下部进行通风, 在这设备部位的通风上可在机房中安装智能通风地板可准确的对设备的下部进行及时的通风, 在智能通风地板的安装上要根据设备的每部分的发热需求进行智能通风地板的安装, 来供求设备需要的送风量, 做到在机房里的真正节能减排。

2.4 对数据中心的跟踪、分析、管理

机房的节能减排上对数据中心的跟踪、分析、管理有着关键性的作用。数据中在对机房的节能减排上有着主导的地位, 因此加强对它的跟踪、分析、管理是一项不可小视的过程。在对机房的数据跟踪时, 要做到能够快速的得到各个设备中的发热数据, 对于设备中的一些异常的数据要能够及时的发出警报, 工作人员就要对着些异常的设备进行相应的制冷处理。工作人员不仅要平时对一些设备出现异常后的处理还要注重对一些以往数据的记录, 并进行完整的分析、记录和归纳, 以便在日后的设备故障处理上更加的快和精确, 也可通过对数据的归纳对一些设备可能出现的异常进行防御。在工作人员的对机房节能减排技术的掌握下可使企业的利益更大化。

2.5 合理的机房布置

在机房设备里设备的安置, 对机房中的通风有着直接的影响, 一些机房中常常出现因机器过多而导致了设备通风差的现象出现, 因而对机房的合理布置也是十分重要的。企业在建设机房时要对每一个设备所占的体积进行精确的计算, 也要考虑到在工作中因需要所需空出的空间和未来短时间内可能需要增加的设备空间进行规划布局。使设备在布局上更加合理在工作时也更加的有效率。对机房的整体进行更加合理的规划使, 整体机房里的设备运行更加的有效率、节能性更强。

2.6 设备的先进

企业在要使机房的节能减排进行的更好就要保证其机房设备的先进程度上得到保障, 在制冷系统上要求则更高企业要尽量采用国际上的一些较先进的制冷设备, 这些设备有着较高的实用性, 其性能也较好在对设备制冷的处理上更加有力度。在有这样的设备条件下企业中的人员在对各个系统进行管理、控制进而使机房中的设备的使用效率更高节能减排上也做得更好, 使得机房里的管理更加的科学化、有序化。同时机房设备的安全性上也对节能减排有着重要的影响, 因此在机房里要注重对设备的防水性、避雷等进性间隔性的抽检对有问题的要及时的进行相的处理, 保证机房设备的安全性。

2.7 可持续发展性

企业对机房里的系统的设计上和规划上要有一定的可持续发展性, 对一些系统的设计上尽量做到易更替、可升级等特点来保证系统的使用时间较长久来降低企业的投资成本。对一些以后可能需要扩增的设备则要预留一些线路, 方便日后设备上的增添。设备的可持续性能够使设备的利用率更高也做到更加的节能减排, 使得企业的经济更快、更好的发展。

结束语

在如今的企业竞争压力越来越大的形势下, 做好机房的节能减排来提高企业的利益有着重要的意义。在机房中数据中心则起着关键性的作用, 企业应加强对机房数据中心节能减排的研究来不断提高节能减排的技术, 采用最新的技术和引进专业的人才来真正做到机房中的节能减排, 使得企业在竞争中不断的壮大。

摘要：在企业中机房的节能减排对其经济的发展有着重要的意义, 在企业中机房的节能减排也受企业的重视。企业机房的中制冷系统占着重要的地位, 然而在制冷过程往往对周围的环境造成一些影响, 因而数据中心机房节能减排技术的研究对企业的经济发展和周围环境都有着重要的意义。本文主要对现机房状况的分析并提出一些意见, 希望对些企业在机房的节能减排上有所帮助。

关键词：中心机房,节能减排,技术

参考文献

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[2]陈学军.基于核心机房精确送风与大型智能新风综合的节能技术分析[J].通信电源技术, 2013 (6) :22-25.

[3]吴钢英.基于数据中心机房的节能策略探讨[J].电子测试, 2013 (8) :13-14.

[4]张荔, 王珂, 王伟.机房精确送风系统的智能网格化发展[J].科技与企业, 2012 (14) :7-8.

数据中心机房节能分析 篇2

节能减排是关系我国经济可持续发展的一件大事。国务院颁布了《循环经济发展战略及近期行动计划》,要求重点推进绿色数据中心建设。在网络运营生产工作中大力加强节能降耗,是当前通信行业的一项重要工作。

2数据中心节能存在的问题

目前,数据中心数量众多,但是与建设绿色数据中心的要求还有很大差距。主要存在下面3个主要问题。

(1)目前提供出租的数据中心机房普遍存在客户高可靠性、高保障性要求和数据中心节能要求的矛盾。

(2)多数数据中心无法做到资源的精确匹配,数据中心的能耗成本居高不下,并呈现急剧上升之势。

(3)数据中心的节能评估困难,没有完整的数据中心节能设计评估模型,无法进行量化比较。

3数据中心资源的精确投放

3.1用多种方式满足客户需求

对电信自有的数据中心资源进行等级划分,可以按国家标准《电子计算机机房设计规范》对数据中心机房进行分级,分为A ( 容错型 )、 B ( 冗余型 )、 C ( 基本型 )3个级别。然后按照资源等级与服务、价格匹配的原则,按照资源分级情况提供差异化服务。采用分级保障的办法。建立分级体系,不同数据中心保障等级不同、不同楼层的机房保障等级可以不同。

利用电信运营商全网接入的优势,将电信运营商分布在不同地点的数据中心组合成一个网络产品,用全网保障的概念代替单点全面保障。向用户灌输路由备份、多点保障的观念。根据不同类型用户特点、不同保障要求来定制不同的资源营销套餐,可以由电信运营商提供路由备份,也可以由用户自己进行路由备份。

可以与客户签订极端条件下的赔偿条款。不要按个别业务要求去硬性整体提升资源等级,因为资源等级受外界条件制约具有一定的稳定性,如果硬性提升,将导致投入远远大于收入。

3.2精确测算总体用电负荷

数据中心进行总体用电负荷测算时,除了按常规考虑服务器、电源设备、空调设备用电负荷和蓄电池充电负荷外,还需要考虑服务器分期建设,用电设备厂家标定的额定功耗和设备实际最大功耗之间的偏差等因素。

实验结果表明:对于大部分的PC服务器,在日常使用中的实际功率为额定功率的20%到40%,对于实验中的测试设备,加压至满载状态的功率也不超过额定功率的50%。

因此建议在测算设备的最大使用功率时,应对额定功率采用最大使用系统,最大使用系数根据不同机型取70%~90%。

服务器设备用电的精确测算可以相应降低电源、空调资源的配置,减少数据中心的投资,提高数据中心的收益。

3.3数据中心供电系统节能配置

(1)供电系统节能配置原则

1供电系统在规划建设阶段,应根据机楼的终期需求,充分考虑后期扩容的便利性及可操作性,预留扩容条件,减少初次投资。

2对数据中心内部的不同负荷等级,原则上应严格按照机房负荷分级标准,进行划小、归类,差异化地配置相应等级的供电容量和用电冗余。

3当IT设备和空调设备用电负荷较大或低压供电距离较远时,可在各楼层设置高低压室和变压器室,采用分层供电方式。

4对于规模较大的数据中心或云计算园区,考虑发电机组的复用。油机宜采用10k V高压发电机组。

(2)供电系统节能配置建议

近年来,由于电力可靠性指标大幅提高,城市平均供电可靠率 (RS1)由2005年99.776%提升至2013年99.958%。因此,可以利用外部供电环境的改善,适当降低数据中心供电系统的配置要求。

4合理选用的节能新技术

在充分满足业务需求的情况下,为了降低数据中心的能耗,减少数据中心的配套资源投入,需要合理选用节能新技术。目前最主要的节能技术是用240V直流系统替换传统的UPS供电系统。

4.1传统UPS供电系统和240V直流系统对比

(1)工作原理和转换效率

传统UPS供电系统工作原理:市电通过整流器后, 一路经逆变器、滤波器输出至服务器电源,另一路经充电回路向蓄电池组充电。当市电中断时,蓄电池组储存的电能通过逆变器变成交流电,经滤波器继续向负载供电。经过两次转换,UPS的转换效率为90%。

240V直流系统工作原理:正常工作情况下,整流模块将交流配电源输出的380V交流转换成240V直流,直流经直流配电单元给通讯设备供电,同时也给蓄电池充电。 当交流输入发生故障时,直流由蓄电池给通讯设备供电。由于只需要经过一次转换,240V直流系统的转换效率为98%。

(2)UPS供电系统存在的问题:

1转换次数多,转换效率较低,故障点多。

2容量利用百分比不高。容量越大,实际利用概率的百分比越低。最常见的利用概率是容量在30%到60%之间。

3扩容困难,引起初期过度规划。通过普遍调查, 预期负荷只达到规划容量的80%,实际负荷可能只有规划容量的30%,导致资源浪费。

(3)传统UPS供电系统和240V直流系统经济性比较

例子:某数据中心需要新增200个标准机架,每个标准机架平均功耗3.2k W,合计需要新增640k W的用电容量。传统的UPS供电系统至少需要配置1000k VA的UPS容量,2组2500AH的蓄电池,需要投资700万元。240V直流系统只需要配置720k VA的容量,2组1800AH的蓄电池,需要投资400万元。两者比较,240V直流系统比传统UPS供电系统可节约投资40%。

4.2新技术适用性

现在IDC机房的服务器内部一般均使用了SSI高频开关电源,把外部输入的交流电转化为内部电子电路所用的直流电。将现有服务器SSI电源的供电改为直流供电后完全可以运用。

从目前收集的几十个品牌500余个型号设备看,其中可用240V电源的型号设备占总数的93%,只有少数型号设备不适宜240V电源,只占总数7%。可见240V直流系统适用于绝大多数IT设备型号。

在中国电信实际应用统计中发现,可用240V直流电源的IT设备占IT总数量>98%,不可用数量<2%。主要原因是由于不可用产品多为早期IT型号,在网使用数量已经很少了。240V直流系统代替传统UPS供电系统是大势所趋。合理选用的节能新技术和新方法,可以大大降低数据中心建设成本,提高电源保障的可靠性。

5数据中心节能设计评估模型

在满足使用需求和设计规范的前提下,为满足数据中心节能设计评估和进行量化比较的需要,本文从设备、 资源、空间三个维度构建了节能设计评估模型。根据统一标准或由专家评分,就可以对数据中心的节能设计进行量化的评估。

数据中心节能设计评估模型主要由3个维度和7个节能指标构成。

一是设备布局指标,从分区布局、模块化布局、分期启用考虑和选用设备4个方面进行评估。

二是电源配置指标,从高压供电方式、变压器分期建设、分层供电、采用高压油机、节能技术引入、用电的精确测算和选用节能电源设备7个方面进行评估。

三是空调配置指标,从选用节能空调、室内机模块化布置、外机节能、节能技术引入和采用冰蓄冷等6个方面进行评估。

四是气流组织指标,从冷热通道隔离、气流通畅度、利用室外冷源、气温均衡度等5个方面进行评估。

五是缆线路由指标,从分层走线、最短走线、管井利用等4个方面进行评估。

六是竖向空间利用指标,从设备上部空间和设备下部空间利用2个方面进行评估。

七是机房 装修指标,从保温隔热要求、临时隔断2个方面进行评估。

摘要：通过分析数据中心存在的问题,从满足数据中心客户需求、资源的精确投放和选用节能新技术等方面进行研究。提出了节能设计评估模型,力求从整体上把握数据中心的节能设计。

数据中心机房节能分析 篇3

对于中电投集团而言, 配套构建技术先进、功能完善、运行可靠、绿色节能的数据中心, 以适应统一的信息系统建设和管控体系建立的需要是必需的。中电投集团数据中心在规模上属于中型数据中心, 耗电量很大, 节能的重要意义不言而喻;因此在机房工程的设计、施工及运行中全面贯彻了节能、环保、减排的原则。

1 分期投资和模块化设计

中电投集团数据中心机房建筑面积约2000m2, 划分为三个机房区域, 分两期建设。一期工程包括机房建设工程整体设计、基础建设和第一机房区域的完整建设;二期工程的主要建设内容为第二、三机房区域的设备安装。

数据中心供电采用模块化UPS设计, 可以实时在线维护, 并可根据负载容量的需求变化增加或减少UPS的设备配置。

数据中心空调系统采用封闭冷通道模块的设计。以第一机房为例, 规划了四个封闭冷通道模块, 可以在不更改原有任何机柜的情况下增加机柜数量。另外, 数据中心采用尺寸相同的空调机柜, 也给空调系统的扩容带来了便利。

2 节能处理

(1) 冷通道封闭技术

冷通道封闭技术能够使空调能耗下降20%～30%, 使机房空间利用率由原来的50%提升到90%。

(2) 电气系统等级管理

数据中心机房对所有的用电系统都进行了等级划分。各等级供电系统都有相应的配电箱柜, 其管理、维护、检修、控制均按等级进行。每一条电缆、每一个插座、每一个开关、每一台配电设备均在明显位置上有永久性标注, 通过不同颜色和代码清楚地表示其所属回路、上游设备源头、相位和位置。

(3) 智能照明及门开灯亮、门关灯灭的节能措施

系统可分别对每一盏灯的亮度进行调整、设置;能够将各盏灯的亮度组合记忆在场景中, 方便用户调用。

系统可通过探测器感应到人员进入, 自动调用某一场景;支持进入室内的人员根据需要手动变更场景。人员离开房间后, 系统延时自动关断相关灯具。

(4) 艾默生行间制冷空调系统

(1) 高能效数码涡旋压缩机

系统采用了艾默生公司的子公司Copeland生产的数码涡旋式压缩机, 能效比最高可达3.8, 能够在20%～100%之间按机房需求连续调节输出的制冷量, 确保对室温的严格控制, 在降低能耗的同时减少压缩机的起停次数, 提高压缩机的使用寿命。

(2) EC (Electronically Commutated) 风机

室内风机采用了两台高效EC风机的冗余设计。这种风机主要采用直流无刷电机和电子控制换向技术, 具有效率高、节能、可调速等优点, 相比传统风机可节能20%。

(3) 绝对湿度控制

系统采用控制空气中绝对含湿量的方法进行机房湿度控制, 由于温度波动引起的相对湿度波动与湿度控制无关, 因此能够避免室温变化引起空调机组加湿或除湿动作。

(4) iCOM控制器的联动与群控功能

以Teamwork方式进行统一管理, 实现对机房环境的节能控制。

(5) 紧靠机柜的放置方式

机房的制冷设备靠近热源, 故风机耗能更小。

(5) 新风预冷技术

对新风进行预处理, 使之接近室内空气状态的要求, 从而减少机房空调系统加湿、除湿的工作量。

(6) 高效的UPS

机房所采用的UPS, 50%～75%负载的效率在96%以上, 25%负载的效率在95%以上;输入功率因数接近1, 输入谐波电流低于3%。

3 PUE分析

3.1 服务器机柜负荷

服务器机柜数量为138个, 单柜电耗为5kVA, 按功率因数为0.9计算, 总计算负荷为621kW。

3.2 电能利用系数PUE

PUE为系统耗电与数据设备耗电之比。美国环境保护署曾经发布数据 (如图1所示) , 表明数据中心的能耗成本在2008年就已经超过了服务器设备成本, 并且还有继续上升的趋势。

艾默生CRV系列空调的能效比为3.0～3.8, 综合考虑空调的加热及加湿耗电, 假设中电投集团数据中心使用的艾默生CRV系列空调系统的综合能效比为2.5, 则由数据中心服务器机柜计算负荷为621kW, 环境热负荷为75kW, UPS散热负荷为32.7kW, 可求出空调耗电量为:

再加上空调新风机功率 (16.5kW) , 计算出PUE中空调制冷因子为:

数据中心供电系统由ATS自动切换开关、低压配电开关、UPS供电系统、供电电缆等组成。PUE供电因子的数学模型为:

供电因子= (ATS开关损耗+

低压配电系统损耗+供电电缆损耗+

UPS系统损耗) /服务器机柜负载

中电投集团机房采用艾默生APM150系列UPS, 按其效率为95%计算, 当机柜负荷为621kW时, UPS系统本身的实际损耗为:

因此供电因子中的UPS单项为:

预估ATS开关、低压配电系统及供电线路损耗供电因子为0.02, 故整个供电系统的供电因子为0.073。

机房照明、监控、应急照明等的最大用电量为38kW, 取其使用系数为0.6, 则其平均用电量为22.8kW, 则其用电因子为:

故数据中心PUE计算值为:

由此可见, 中电投集团数据中心的PUE值相对较低, 数据中心整体节能效果较好。

4 结束语

数据中心机房节能分析 篇4

1 业界机房动力环境监控系统的应用

机房动力环境监控系统 (以下简称“机房动环监控系统”) 在中国的金融、政府、电信运营商及IDC数据中心中已经有了广泛的应用, 并且已经成为一个必不可少的设备监控管理工具, 机房动环监控系统为维护工作带来了极大的方便。目前, 各大运营商的机房动环监控系统的覆盖率已经达到了60%到75%。从中可以看出, 机房动环监控系统在数据机房建设中能为节能减排、绿色节能减排工作带来帮助。

为企业节能减排工作的需要, 建设机房动环监控系统是不可回避的问题, 如现阶段的“节能减排、低碳管理”等, 选择一套智能、科学有效的机房动环监控系统才能满足这一需要。

长期需要值班人员来协助实行“节能减排”为目标也是没有可操作性的。同时, 要监控被监控的动力、空调及环境设备, 并协助这些设备完成各自的节能减排目标, 也离不开经过科学设计、智能管理、具备关键增值功能的机房动环监控系统。

2 数据机房智能监控管理

数据机房的电力消耗在各类能源消耗中所占比例已超过80%, 因此, 节能减排的工作将以节约电能为重点研究对象。相关数据显示, 在电信运营商的总电能耗中, 核心机房的总电耗占到了90%以上, 空调及供电系统用电就占到了将近50%, 机房动环监控系统对数据监测、报警等功能在数据机房节能减排中的作用也凸显了出来。

根据统计数据, 大型数据机房及小型数据机房的耗电数据对比如下:

1) 大型数据机房的能耗:主设备 (服务器系统/交换传输设备) 、散热/制冷系统、配电系统、照明等系统分别占:52%、38%、9%、1%。

2) 小型机房的能耗:主设备 (BTS设备) 、散热/制冷系统、配电系统、照明等系统分别占:43%、46%、8%、3%。

尽管配电、空调系统被监控设备本身也有很多新的节能技术, 如果通过机房动环监控系统来把这些被监控设备的各自独立的节能功能有效管理起来, 弥补其不足之处, 才可以充分发挥各自的潜力, 发挥更大的节能效果。

2.1 数据机房空调智能管理

国家标准GB50174-93规定中, 数据机房环境温度为18℃~28℃, 设备才能长期正常地运行。为了达到国家标准的数据机房环境温度, 每个通信数据机房需要配备多台空调或者一套中央空调。

由于目前大部分的数据机房没有实行24小时值班制度, 或是无人值守的数据机房实有存在, 很多数据机房空调全年处于开机状态, 没有有效监控管理, 造成能耗升高。需要通过机房动环监控系统对空调智能监控管理, 实现节能减排目的, 同时也满足数据机房环境温度要求。

实现条件:数据机房空调带有智能通信接口, 空调监控采集器具有逻辑编程功能和带有温度采集传感器。

实现原理:温度传感器安装在数据机房有效位置, 温度上升到一定阀值, 连续保持10分钟 (时间可以自己设定) , 同时根据空调运行状态, 确定是否发出开机命令。当温度下降到一定值, 连续保持10分钟 (时间可以自己设定) , 同时根据空调运行状态, 确定是否发出关机命令。

实现方法:数据机房需要建设有机房动环监控系统, 空调监控采集器具有逻辑编程功能, 通过修改空调监控采集器软件配置实现空调智能管理, 不需要增加其他硬件设备。

监控优点:空调智能管理配置数据是存放在监控采集器设备上, 即使某种原因引起机房动环监控系统监控不到空调数据, 空调智能管理系统也可以正常工作。

节能效果:一般数据机房空调室内循环风机系统功率为480瓦, 假设1台空调一年内有3个月不需要开机运行, 具备休眠条件, 则每个数据机房1台空调一年能实现节能为:

480瓦X24小时X30X3=1037度,

200台空调节约用电约20.74万度。

2.2 数据机房智能照明管理

数据机房照明系统电能也不能被忽略, 如果不采取智能监控管理, 将会造成很大的电能消耗。

在日常运维工作当中, 数据机房常发现很多节能灯管是长明灯, 不管什么时候开启的节能灯管, 只有等下一次到数据机房时才发现该节能灯管是长明灯, 由于一个大型数据机房节能灯管数量多, 数据机房照明系统电能耗能也很惊人。

数据机房照明系统管理有两种方法:

方法1:机房动环监控系统的智能采集器输出继电器的触点, 可直接并接在数据机房照明电路的单控开关上, 如下图1, 该方法的优点是电路简单, 并接线路方便。缺点是在本地开灯后, 远程就无法关灯。

方法2:数据机房照明系统的开关一般是使用单控开关, 我们可以把数据机房照明系统的单控开关更换成双控开关, 更换双控开关简单方便, 直接在单控开关位置更换同一大小的双控开关就可以。

在机房动环监控系统智能采集器输出继电器的常开与常闭触点上, 与数据机房照明系统的双控开关按下图2接线, 实现远程和本地都可以控制数据机房照明系统的灯管。该方法的优点是远程和本地都可以控制灯管的开和关状态。下面, 我们就采用方法2来实现数据机房照明系统的智能控制。

实现原理:按照方法2进行改造数据机房照明系统, 同时增加一个交流电压变送器检测灯管的电压, 判断灯管是开灯状态还是关灯状态。数据机房照明智能管理两种模式:延时关灯模式和定时关灯模式, 两种模式可以在机房监控中心自由切换, 延时关灯就是开灯60分钟 (时间长度可设置) 后自动关灯, 定时关灯就是每天17:35分 (时间可以设置) , 监控系统自动检测灯管的状态, 如果数据机房照明灯管是开灯状态, 就自动关灯。如果数据机房有人作业, 还可以手动打开数据机房照明开关。机房监控中心可以通过监控软件实时显示报表功能, 实时查询数据机房照明系统的灯管状态, 对于有遗漏关灯的, 采用远程人工方式关灯。

实现方法:数据机房需要建设机房动环监控系统, 监控采集器具有逻辑编程功能, 通过修改监控采集器软件配置来实现照明智能管理, 同时数据机房照明开关要换成双控开关。

监控优点:照明智能管理功能存放在数据机房监控智能采集器上, 即使某种原因影响机房动环监控系统监控不到数据机房数据, 底端控制系统也可以正常工作, 远程和现场都可以控制数据机房的照明系统的灯管。

节能效果:假如数据机房有两个照明灯管, 每个灯管都是20瓦, 两个灯管是40瓦, 数据机房长明灯每月按照可能亮5天来计算, 则每个数据机房照明智能管理一年能实现节约电能为:

40瓦X5天X24小时X12=58度,

如果数据机房有200个40瓦灯管节约用电约11600度。

2.3 非智能空调及通风系统监控管理

在目前数据机房中, 也有大量小型机房采用的是非智能空调, 或者是简易通风系统, 对其存在监控管理困难等问题, 最主要的原因是这些小型机房主要位于偏远山区, 数量多、分布广, 交通不便利等因素影响未能监控管理起来, 也会造成大量的电能。通过目前的数据分析可得出, 像这类小型机房中空调能耗占机房能耗的43%。因此, 小型机房空调的节能管理监控也是不能忽视。

小型机房数量的庞大决定节能管理必须是监控自动化, 而不能单靠监控系统来根据局部的温度去触发远程控制命令来实现, 这就需要采用机房环境自动控制功能, 充分利用机房动环监控系统的采集器提供各种采集数据功能, 实现机房空调和通风系统自动调节运行, 从而降低能耗, 达到节能的效果。

2.4 数据机房蓄电池的监控和管理

蓄电池作为整个机房配电系统的最后一道安全屏障, 历来都是配电维护工作的重点和难点。根据统计数据显示70%以上的电源事故都因蓄电池故障而引发。维护人员要做到心中有数就必须了解蓄电池的使用充、放电时长, 才能了解蓄电池日常使用情况。一般来说, 蓄电池的后备支撑时间的测试方法多种多样, 可以是理论测算, 也可以是实际测量数据显示。由于理论测算会受到各方面的因素影响较大, 与实际测量容量偏离较大, 只能作为判断理论容量的一个参考值。以前最原始的实际测量数据方法是运维人员带着放电设备及容量测试设备到机房逐一放电测量, 这种方法不仅效率低下, 还占用大量的人力和物力。

现在可通过机房动环监控系统的蓄电池在线监测功能和利用模块休眠运行模式进行蓄电池的智能监测和管理, 有效降低蓄电池使用能耗, 达到节能作用。

假设一套UPS配电系统有4个50A的模块, 负载电流是60A。

如果4个模块都在工作, 则:模块的负载率为: (60A÷4) ÷50A=30%, 其对应的效率为89%左右。

如果关闭2个模块的输出 (休眠) , 仅靠2个模块工作提供输出, 则:模块的负载率为: (60A÷2) ÷50A=60%, 其对应的效率为93%左右;

采用UPS模块休眠运行功能, 可以使效率提高4%左右, 从而节能4%以上。

3 结语

作为以“低能耗、低污染、低排放”为基础的经济节能模式, 低碳经济不仅是未来经济可持续发展的方向, 也是当今社会企业加以重视的共同问题。机房节能的前提条件是必须保证通信安全, 不能影响机房环境质量, 降低和导致设备寿命缩短, 更不能影响通信生产安全, 提倡通过合理调整设备运行和人为管理来实现机房节能的目标, 这种节能方式能起到延长设备的使用寿命。

参考文献

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数据中心机房节能分析 篇5

绿色数据中心是指数据机房中的IT系统、制冷、安防、监控、照明和电气等均能取得最大化的能源效率和最小化的环境影响的中心。

绿色数据中心是未来发展的趋势, 中国电建总部数据中心的规模属于中型数据中心, 能耗是数据中心的重要运行成本, 它的节能意义也比普通的用电单位大。

中国电建总部数据中心已投入运行近10年, 建设之初按照2005年时的国标设计, 但随着数据中心的快速发展, 绿色节能技术突飞猛进, 当时的数据机房显示出它的一些弊端, 比如:地板下部空间只有30cm, 而且强电下走线, 阻碍空调送风;机柜没有按照冷热通道布局方式等。从而造成了数据中心机房能耗过高、运行效率及设备运行的安全稳定性过低等问题。因此, 数据中心机房改造势在必行, 降低能耗, 节省成本, 成为建设绿色数据中心的核心目标。中国电建总部数据中心改造建设全面考虑绿色数据中心的各方面因素, 包括位置、环境、物理建筑、基础设施、各系统建设和维护等进行升级与节能改造, 建成节能、环保、高效的绿色数据中心。

2 整体工艺布局的节能优化

中国电建总部原数据机房的机柜均为统一朝向摆放, 均为机柜正面朝前, 没有设置冷热通道, 空调为下送风、上回风方式, 各机柜组间没有合理的通风空间, 冷热空气混合问题严重, 不利于设备散热。因此数据机房改造中对机柜布局方向进行的调整, 采用机柜面对面、背对背的摆放方式, 形成冷热通道;机柜正面为冷通道, 并设置风口地板, 冷空气从机房正面进入, 设备吸收热量后, 由机柜背面上方自然回风进入空调, 空调形成下送风、上回风的循环送风方式, 使其具备良好的使用和散热效果。

3 封闭热 (冷) 通道的节能优化

封闭热 (冷) 通道可以有效使地板下送出的冷量全部用于设备散热, 能大幅度减少或避免风量和冷量的损耗, 从而最终大幅度提高制冷的效率。从整个机房的气流组织来看, 对热通道的封闭可以有效地避免传统机房中冷热空气混合, 冷空气短路, 而最终产生的局部热点问题。

通过封闭热通道能够解决核心机房局部过热、空调能耗高、装机空间利用率低等问题。较传统空调制冷方式, 空调能耗下降20%〜30%, 机房空间利用率由原来的50%提升到90%, 设备运行环境得到了大大的改善。

封闭热通道增加铝合金扣板吊顶, 并且在机房热通道上方天花采用回风百叶形式, 确保更好的回风。空调与吊顶之间安装回风帽, 使楼板与吊顶板之间形成负压热空气回风层, 加强空调回风效率, 降低制冷能耗。

封闭热通道的优势还在于万一数据机房断电, 精密空调停机后整个机房温度上升相对较慢, 从而延长机房服务器等设备因为温度过高而宕机的时间, 提高机房内安全级别。

4 风口及温控地板节能改造

数据中心机房由于部分机柜的精密空调送风距离较远, 地板下空间相对较低, 因此在距离精密空调10m以外的机柜正面配置温控通风地板。温控通风地板带EC风机装置, 达到调节、增加风量的作用。通风地板具有自动调节功能, 当冷通道内出现了局部热点时, 可以自动调节增加冷量。

5 供配电系统节能

UPS输出配电采用智能配电模块, 可检测到每个回路的供电指标。检测供电回路额定电流、实际电流、负载百分比、负载电流谐波百分比、负载电量、功率因数等指标。

智能配电系统设计与UPS系统安装在同一套机柜内, 采用模块化结构, 可根据负载容量的需求变化增加或减少配置, 而无需关闭UPS输出或配电总输入开关。

每一条电缆、每一个插座、每一个开关、每一个配电设备, 都在明显位置进行永久性标注, 此标注能应付温度和湿度的变化。任何一个标识都能通过其颜色和代码清楚地表达其所属回路、上游设备源头、相位和位置。这样的永久性标注将使维护人员在进行检修安装时时候一目了然。

6 高效模块化UPS, 超级节能环保

机房UPS选择充分预留未来扩展容量, 满足未来3~5年机房信息化建设的设备运行发展需求, 采用高效模块化UPS设备, 50%~75%负载效率>96%, 25%负载效率>95%;输入功率因数≈1, 输入谐波电流<3%。

7 智能照明及门开灯亮、门关灯灭的节能措施

系统可分别对每一盏灯的亮度进行调整、设置。同时能够将每盏灯的亮度组合记忆在场景中, 方便调用。

系统增设探测器, 感应到移动人员后, 自动调用某一场景, 灯亮后, 进入室内人员可根据需要通过开关按键手动变更场景。人员离开房间, 探测器延时关断灯具。

8 LED照明节能

数据中心机房照明灯具的光源选择采用LED节能灯管。根据相关评测, 10W LED日光灯要比传统40W日光灯亮度高, 16W LED日光灯要比传统64W日光灯亮度高, LED日光灯亮度尤其显得更柔和更容易使人们接受。LED日光灯使用寿命在5万〜8万小时供电电压为为AC85V〜260V (交流) , 无需起辉器和镇流器, 启动快, 功率小, 无频闪, 不容易视产生疲劳。它不但超强节能而且更为环保, 也是国家绿色节能照明工程重点开发的产品之一, 是目前取代传统的日光灯的主要产品。

LED照明主要有以下几个特点:

1) 高效节能:耗电能效低。 (普通60W白炽灯17h耗电1k W·h, 普通10W节能灯100h耗电1k W·h) ;

2) 超长寿命:半导体芯片发光, 无灯丝, 无玻璃泡, 不怕震动, 不易破碎, 使用寿命可达五万小时 (普通白炽灯使用寿命仅有1000h, 普通节能灯使用寿命也只有50000h) ;

3) 健康:光线健康光线中不含紫外线和红外线, 不产生辐射 (普通灯光线中含有紫外线和红外线) ;

4) 色环保:不含汞和氙等有害元素, 利于回收, 而且不会产生电磁干扰 (普通灯管中含有汞和铅等元素, 节能灯中的电子镇流器会产生电磁干扰) ;

5) 保护视力:直流驱动, 无频闪 (普通灯都是交流驱动, 就必然产生频闪) ;

6) 光效率高:发热小, 90%的电能转化为可见光 (普通白炽灯80%的电能转化为热能, 仅有20%电能转化为光能) ;

7) 安全系数高:所需电压、电流较小, 发热较小, 不产生安全隐患, 克用于于矿场等危险场所;

9 精密空调采用了多项节能技术

1) 高能效数码涡旋压缩机, 确保机组高能效比:

采用了世界最大的工业级别压缩机制造商生产的高效数码涡旋式压缩机, 能效比高。压缩机的压缩过程连续、平稳;压缩机的排气过程旋转角度超过540°;在吸气及压缩过程中没有热量交换;在压缩过程中制冷剂气流方向没有改变;减少了气流损失;涡旋式压缩机无需高、低压阀门;减少了阀门损失, 防止产生液击;启动电流低。数码涡旋压缩机在涡旋压缩机基础上采用了数字控制技术, 数码涡旋压缩机可以在20%〜100%之间连续调节容量输出, 按机房需求提供制冷量, 确保了对室温的严格控制, 降低能耗, 同时减少压缩机的起停次数, 提高压缩机的可靠性。

2) 高效EC风机系统

室内风机采用了两个高效的EC风机, 为冗余设计。EC风机具有效率高、节能、可调速等优点, 比传统风机节能20%, 并可以根据制冷量需求调整转速, 降低低负载下的能耗。具有高冗余性, 每个风机均设计有约25%余量。

3) i COM控制器强大的联动与群控功能

通过Teamwork方式统一控制管理, 实现机房环境的节能控制。

1 0 新风预冷技术

对新风进行预处理已达到室内空气状态, 减少机房精密空调不必要的加湿除湿功能工作, 降低不必要的空调耗电。

1 1 结束语

打造节能环保的信息中心绿色机房 篇6

这个时代, 节能降耗成为当今IT领域的一大主题, 日益庞大的数据中心与节能环保的诉求渐成为一对矛盾。有资料表明, 运行和冷却数据中心机房所消耗的能源已经占到了全球信息和通讯产业的四分之一, 而且数据中心能耗需求的增长速度高于其它领域, 而且愈演愈烈。节能降耗, 建设绿色机房是新型机房建设的重点。在未来的十年里, 全球一半左右的数据中心机房将受电力和空间的束缚。低能耗、高效率的绿色机房也将是未来机房的趋势。当然现在看来, 这种趋势逐渐在变为现实。

政府无论是从发展经济角度考虑, 还是企业从节省后期成本方面考虑, 节能问题都已成为业界关注的焦点。所以对于企业用户来说, 机房节能问题值得重视。各行业的信息中心数据机房是其信息系统与服务器设备运行的重要场合和地点, 如何构建适合设备以及各信息系统工作的环境以及确保其稳定运行, 是每个行业每个企业信息中心所困扰的问题。

在机房建设的五大系统中, 电力、安全、消防、空调及环境监控是相互依存的关系, 其中任何一个系统出现问题, 都会影响信息系统的正常运行, 甚至导致系统崩溃。一般信息中心机房都采用7×24h (七乘二十四小时不间断) 运转模式。所以, 供电系统是机房的基础保障, 也是机房能否运行的关键。在保证具有稳定的动力电源之外, 可以在最短时间内给机房设备持续供电的UPS系统或油机发电系统也是必要的。除此之外, 很好的掌握运行状态, 掌握电力系统各干线回路用电质量和状态, 避免和提前预警电力系统故障也是非常重要的, 这些都是可以通过环境控制系统提醒相关管理人员做紧急状态的处理, 避免电力系统崩溃。确保电力稳定的前提下, 如何让机房在稳定运行与设备性能不断提升的同时, 能更节能呢?根据现阶段的节能技术产品水平, 可以从四大环节规划节能机房:第一, 基础建构环节;第二, 硬件设备环节;第三, 环境的搭建;第四, 后期资源共享。

1 基础建构环节, 从机房空间合理布局开始

从机房规划时期, 就应该将节能与机房建设相结合。据专家总结, 如果将节能与机房规划紧密结合, 当前数据中心机房还有60%的节能空间, 基站最大将有近70%的节能空间, 所以, 在充分了解节能需求后, 从最初机房规划开始就要考虑节能因素。

节能首先需要的是对机房耗能分别进行详尽分析, 从根据现有状况来整合和利用现有设备资源。对于我们机房管理人员来说, 不能武断地听信别人的节能经验, 凭空认为机房内各个设备的能耗情况。由于不同机房所处地理位置以及当地气候环境等因素不同, 机房各种设备的耗能是不尽相同的, 在完成原有设备改造时, 一定要明确各种设备的耗能量, 根据机房实际耗能来选择节能方式。

对于机房结构, 有几点值得注意。第一点是空间节约;第二点是线缆有效管理, 改善空气对流的通道;第三点是提高设备运行的可靠性。各种线缆的布局也跟节能环保有着密切的联系。由于线缆管理配线的密度与线缆和机房的散热效力相关, 如果线缆比较混乱, 有源设备散热很难完成;如果线缆比较顺畅, 那么会节省一些制冷设备消耗的能量。机房布线还有很多的东西在里面, 包括理性理线。理性理线可防止混乱线缆造成散热通道堵塞, 可以提高制冷效率。

2 硬件设备环节, 从选择能耗低设备开始

一台万元级别的两路服务器, 运行5年的电费将超过8000元。绿色计算、节能环保已成为企业设备发展的必由之道, 能耗问题已经成为用户在采购服务器时非常重视的一个因素, 而机房作为各种服务器 (塔式、机架式、刀片式) 及各种网络设备 (如机架式交换机、路由器) 的承载之地, 这些设备的节能效果如何自然将大大影响整个机房的能耗。

从服务器厂商芯片入手, 降低服务器能耗, 选用高效率低耗能的型号。此外, 从服务器的选择上来看, 优选具备多种节能措施的节能服务器及刀片服务器产品也能让整个机房更节能。刀片服务器最大的特色是计算密度高, 节约空间, 刀片服务器上每个刀片模组共用电源、散热、网路等功能, 自然也能使机房更节能。

对于处理器 (CPU) 的选择, 近几年来双动态电源管理 (DDPM, Dual Dynamic Power Management) 技术日益成熟, 为CPU核心和内存控制器分别独立供电, 支持核心和内存控制器根据应用需要以不同的电压工作。从而能够大大降低数据中心能耗, 为用户节省运营成本, 自然也能使机房更节能。

存储介质方面, 目前大多数HDD硬盘的空闲功耗为20W左右, 全负载状态下为400W左右。单个硬盘的功耗看起来不高, 但数个或十几个硬盘组成的阵列其功耗就很可观了。对此, 优先选用低功耗产品或2.5英寸产品, 无疑更节能。并且, 很多低功耗的硬盘产品功耗已能做到很低, 在满载、空闲时的功耗都可控制在数W内, 对于采用多硬盘的服务器, 长期运行下来可以省下一笔不小的开销, 自然也能使机房更节能。

总之, 电源转换率较高的电源更节能, 选用2.5口寸硬盘也比3.5口寸硬盘更节能, 优选低电压处理器与内存也能更节能、加强风扇管理等, 在很多方面多管齐下, 都能让设备在确保性能的情况下更节能。除了这些之外, 还应从软件入手, 提高服务器利用率, 减少不必要的服务器运算而增加的耗能。

3 环境搭建环节, 从控制机房环境温度, 降低空调耗能开始

一般来讲, 机房空调可占机房设备耗电量的40%, 一些机房由于未考虑机房建筑节能, 传热损失比较大, 信息中心机房通常采用地板下送风, 机柜下的高架地板开有地板出线孔时, 由于地板出线孔的不密封将导致大量的冷风泄露, 具测算, 这样空调的送风有45%的冷风漏到了机房, 只有55%的冷风送到了机柜的前面, 而送到机柜前面的冷风也没用完全被吸入服务器机柜, 有一部分冷风又直接被空调机组吸回, 这样实际进人机柜的有效冷风就小于50%, 空调的利用率很低。在同样的条件下, 使用地板出线孔密封件对出线孔进行密封, 只有不到总风量的4%的风量泄露, 极大的提高了空调的送风效率。除此之外, 不良的设计方案导致设备散热不良, 该冷却的设备不能很好得到冷却, 而已经被冷却的区域却被的继续冷却。在加上一些大楼内机房和办公用房混用, 建造时窗墙比例偏大, 并大量采用玻璃幕墙, 这些因素都增加了空调负荷, 导致机房空调系统浪费严重、能耗严重。而随着用户逐步认识到这些问题, 不断对机房进行改进, 优选高效机房空调, 使得这种窘境正得到逐步改善。

所以, 应采用新的信息中心机房热量指南标准, 放宽服务器的使用环境要求, 提高服务器在高进风温度下的可靠性, 优化信息中心机房的气流组织, 避免局部热点, 提高制冷率, 减少空调容量和数量, 提高机房散热效率。

4 后期资源共享, 从自身实际情况出发

后期资源共享是指在机房利用率很低的情况下将部分资源和人分享, 收取租金, 也就是现在所说的共同计算, 在中小企业中比较常见的一种合作形式。

运维管理人员从这四个环节进行分析考察, 就可以涵盖新型节能机房的各个环节。对于机房改造也可以凭借这四个环节全面分析机房耗能大的原因, 逐一排查, 只有每方面都做好了, 每个细节都做好了, 节能降耗工作才能做到家, 做到位。

结束语

对于机房管理与运维人员来说, 从最开始机房建设就需要考虑节能因素, 需要关注设备选择、软件选择、机房布局等各个方面, 同时更要关注各个环节的紧密联系, 从整体规划到全面实施, 才能更好地筑建节能环保的绿色机房。

摘要：介绍了如何打造节能环保的绿色机房, 在建设前期与建设中应注意的问题。无论是政府从发展经济角度考虑, 还是企业从节省后期成本方面考虑, 节能问题都已成为业界关注的焦点。

机房楼BA控制及节能分析 篇7

BA控制系统是将建筑物或建筑群内的暖通空调、给排水、供配电、电梯、公共照明等众多分散设备的运行、安全状况、能源使用状况及节能管理实行集中监视、管理和分散控制的建筑物管理与控制系统。

针对一栋机房楼来讲,整栋机房楼的能耗中空调系统占了60%的比重。而在空调系统中,冷源机房是能耗的重头,就目前的机房整体运营情况而言,在节能环保方面还有更大的上升空间。机房节能一直是节能环保的关键环节,也已得到了行业内各方用户的普遍关注,与呈几何级数增长的能源消耗和IT设备扩充速度相比,节能环保工作还是面临着很大的压力。如何为机房进一步节约能源已成为一个关键的问题,BA控制系统的管理目的是在满足建筑物的冷负荷需求的情况下,使空调设备能量消耗最少,并使其得到安全运行及便于维护管理,实现节能和优化管理。

2 冷冻机房控制与节能分析

由于冷冻机房是空调能耗的重头,且末端设备数量功率小,分布较分散,所以此节能分析主要以冷水机房为例。

机房群控系统可在确保舒适环境的前提下,大量节约运行成本,提高机房整体的系统COP;数据显示,通过选用冷冻水泵变频、根据对空调系统负荷变化的预测判断,系统自动调节水泵的转速,并动态修正系统的运行参数,对空调水系统进行全面优化,从而达到空调系统(不含末端设备)年平均系统节能率15%～30%的节能效果。下面逐一进行分析说明:

2.1 主机台数启停策略

本项目冷机数量居多,台数启停策略尤为重要。

常规主机台数启停的加减载策略如下:

(1)系统加机的条件

1)当温度设定值UP-TSP(7℃)低于冷冻水总供水温度,并持续10分钟;

2)当负载设定值UP-BTUSP低于建筑内的实际负荷时,持续10分钟;

3)当冷机运行电流百分比超过80%并接近100%时,持续10分钟;

同时,

4)已运行的机组数量<2台(可调)。

则加载一台机组运行。

说明:UP-TSP,加机标志位的温度设定值。

UP-BTUSP,加机标志位冷负荷设定值。

(2)系统减机的条件

1)当冷冻水总回水温度低于设定值DN-TSP(10℃),并持续10分钟;

2)当建筑物内实际负荷低于设定值DN-BTUSP,并持续10分钟;

3)当冷机运行电流百分比均低于70%,并持续10分钟;

同时,

4)已运行的机组数量≥2台(可调)。

则卸载一台机组运行。

说明:DN-TSP,减机标志位的温度设定值。

DN-BTUSP,减机标志位冷负荷设定值。

如图1所示。

1000RT冷水机组负荷与满载电流对照表如表1所示。

在此种运行策略下运行,主机节能约5%～6%左右。

2.2 冷却塔的控制(冷却水温重设)主机节能3%

冷却塔控制的目标是得到最低的冷却水温以使得冷水机组高效运行。

对于冷水机组来说,冷却水温度每降低1℃约平均节能3%,如图2所示。

因此,冷却塔的控制策略在于保证最低的冷却水进水温度,如采用变频(或多速)风扇控制,使冷却塔在低风速、大换热面积的工况下运行,使冷却水温度尽可能接近室外湿球温度,从而提高冷机效率,而又不影响末端负荷需求。

当冷却水温度已低至冷水机组的最低允许值时,可关闭冷却塔风扇,通过自然冷却达到节能效果,如图3所示。

控制策略如下:

(1)当冷却水温度≥32℃(可调)时,冷却塔风扇全开;

(2)当2 0℃≤冷却水温度<32℃,由冷却水回水温度控制三台冷却塔风扇的开停;

(3)当冷却水温度<20℃(可调)时,系统控制冷却水旁通以保证机组的冷却水温度不低于最小允许值。

2.3 冷冻机组的控制(可节能3%～8%)

2.3.1 可变流量的冷水机组

作为系统中最核心的设备,冷水机组必须满足一次泵变流量系统的要求,既要满足系统流量的变化范围,又要满足系统流量的变化率。YORK作为冷水机组的专业制造商,一贯致力于冷水机组变流量系统的实践。冷水机组蒸发器流量能在60%～100%范围内稳定安全运行,允许的蒸发器流量变化率为50%/分钟,完全能够满足一次泵变流量系统的要求。

2.3.2 变流量控制的末端

末端设备一般通过电动两通阀门控制进入冷却盘管的水流量,从而达到控制出风温度,满足室内负荷的需求。对于该项目,末端的组合式空气处理机组可采用变风量控制(风机变频)和变水流量控制(电动水阀)。建议的控制逻辑为:变频风机根据系统中各区域的设定温度与实际温度的差值进行变化,以期满足区域温度的设定值;而电动水阀则根据空调箱的出风温度(或回风温度)设定值与实际值的差值进行调节,以期满足空调箱的出风温度(或回风温度)设定值。

2.3.3 旁通阀与流量传感器

由于冷水机组的蒸发器侧变流量的范围不是从0%～100%,因此当用户侧的流量低于冷水机组允许的最低流量时需要旁通部分水流量,保证蒸发器的水流量不低于机组的最低允许水流量。在冷冻水回水干管上安装流量传感器可测得水系统的总流量,用来控制旁通阀。一旦系统只剩下最后一台机组运行时,当负荷侧的冷量需求继续下降直到该机组的预定最低流量时,旁通阀门动作,确保旁通流量不低于冷水机组设定的最小流量。

值得注意的是,此处的旁通与定流量系统的旁通意义不同,其仅仅为保证系统中单台机组蒸发器的最小流量而设置,比定流量系统中的旁通要小得多。

2.3.4 冷冻水温重设定

通常冷水机组的出水温度是一定的,但当负荷很小,冷冻水的水流量已低于单台机组的最小蒸发器流量时,可以通过提高冷水机组的出水温度,既满足了负荷的需求,又提高了冷水机组的运行效率。

2.4 其他节能控制策略

除此之外,还可实现以下控制:

2.4.1 自适应启/停

系统将最大限度地减少设备的能耗,根据冷冻水温度和过去的冷负荷惯性/反映时间,自动调节冷水机-泵-冷却塔的启/停时间以逐个控制冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔和冷水机组。

2.4.2 冷水机排序/选择

用户可以选定超前/滞后冷水机,并重新安排其顺序。系统将自动预测冷负荷需求/趋势,并根据过去的能效、负荷需求、冷水机-泵-冷却塔的功率和待命冷水机的情况来自动选择设备的最优组合。用户可以交替地选择最优/同等的冷水机组运行时间。冷冻水和冷却水阀门将根据冷水机的选定情况来开/关。系统能够控制冷水机的任何配置。用户可以在某个现场位置启动冷水机组,也可以选择自动启动。任何冷水机得到开机命令却未能启动的,应按指定要求发出报警。控制器得到报警后,启动下一台最适合的机组。

2.4.3 水阀控制

(1)冷水机组蒸发器进口与冷凝器进口的电动蝶阀与冷水机组联锁,即冷水机组开则电动蝶阀打开,冷水机组停则电动蝶阀关闭。

(2)电动蝶阀特别是冷冻水蝶阀的行程需满足变流量系统运行的需求,开停机组时系统水流量的变化不至于引起冷水机组的保护。

2.4.4 冷冻水重设(节能约3%)

(1)为达到系统节能运行,冷水机组的冷冻水出水温度可以根据室外环境温度进行调节,如当环境温度低于27℃时可将冷冻水出水温度设定值上调0.5℃。

(2)当系统的负荷小到冷冻水流量低于单台机组的最小允许流量时,也须将冷冻水出水温度设定值上调0.5～1℃。

冷冻水温度重设的好处:

在空调运行季节,尤其是在过渡季节或冬季运行空调制冷时,冷机常处在部分负荷情况下运转,此时冷机回水温度常常远低于设计回水温度。这种情况下,尤其在负荷使用方没有严格限制湿度要求的条件下,可以通过提高冷冻水的供水温度设定值来实现节能的目的。

下面我们看一组冷机选型数据,见表2。

表2为机组在冷凝器进水温度30℃,蒸发器出水温度变化时的冷机部分负荷参数值,从表中数据可以看出,蒸发器出水温度升高时,冷机输入功率减少,冷机节能(冷冻水出水温度每升高℃,冷机节能约3%)。

2.4.5 断电后自动启动

当发生断电时,所有设备将停机一段时间,这段时间的长短可以选定。然后,设备将依次启停,以最大限度地减少功率的峰值需求。

2.4.6 备用冷水机的自动启动

当冷水机或辅助设备不能启动,或因紧急故障而停机时,备用冷水机及其相关辅助设备应自动启动。

2.4.7 故障报警

靠正反馈/紧急故障电路来识别并确认冷水机,泵和冷却塔风机的故障。同时将显示报警信息。

3 系统构架

本系统采用计算机分布式控制方式,由管理层网络与监控层网络组成。

楼宇自控系统的主要组成部分包括管理操作站、网关或网络控制器、直接数字控制器(DDC)等;还应包括传感器、执行器等自控产品。具体系统架构如图4所示。

操作站软件系统采用浏览器/服务器(B/S)结构模式,由实时操作系统及楼宇自动化系统控制应用软件组成。能提供XML、Web Service或OPC等数据交换方式。应提供顺序控制程序、功能联锁程序、用电管理程序、统计程序、报表产生程序和历史数据记录与处理等程序。并可以支持不少于5个分控用户根据不同的权限通过Web浏览器同时访问和操作BAS。用户可以通过IE浏览器,无须安装其他专用软件,即可完成对系统软硬件的配置工作。

现场控制器应采用标准的开放通讯协议BACnet,要求能通过控制层网络以点对点方式通信,现场总线上的任意一台控制器的故障或者中止运行,不能影响其他控制器、其他受本系统控制的机电设备的正常运行,或者影响全部或者局部的网络通讯功能。

各个控制系统具有以下控制功能:过程数据采集和处理、逻辑控制和调节控制、生产过程操作及监视、报警及趋势显示、数据通讯。

操作画面主要用于显示设备状态和过程量,进行数据设定和操作。主要有以下画面:整个系统运转监视画面、设备工艺流程操作画面、设定及操作画面、回路显示控制画面、过程参数实时和历史趋势画面、过程报警画面、趋势记录画面及历史数据存储。

4 节能效果

冷冻机房的投资概算(举例说明):

本空调系统是全年供冷+免费板换节能,按照冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔(其功率表见表3)每年3～11月运行计算,每月30日,每天24小时,现有运行模式全系统同时使用系数按照0.5计算,系统年耗电量约8,705,880kWh,按照平均电价0.9元/kWh计算,空调系统每年运行费用约为784万元。