- 相關(guān)推薦
數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施
數(shù)據(jù)中心的能耗問題已越來越成為人們所關(guān)注，綠色數(shù)據(jù)中心的呼聲越來越高。由于數(shù)據(jù)中心涉及的專業(yè)很多，研究者往往只從本專業(yè)出發(fā)，而沒有考慮與其他專業(yè)的配合問題。那么，下面小編為大家提供數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施，歡迎大家閱讀瀏覽。
冷熱通道隔離技術(shù)
經(jīng)過多年的實(shí)踐和理論證明，在一個(gè)設(shè)計(jì)不合理的數(shù)據(jù)中心內(nèi)，60%的空調(diào)機(jī)冷送風(fēng)由于氣流組織的不合理而被浪費(fèi)了。傳統(tǒng)的開放式熱通道結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)中心面臨著兩大氣流管理難題：冷熱空氣相混合現(xiàn)象和空調(diào)冷送風(fēng)的浪費(fèi)現(xiàn)象。這兩種現(xiàn)象大大降低了空調(diào)制冷的效率。其中，冷熱空氣相混合現(xiàn)象指的是由設(shè)備產(chǎn)生的熱空氣和空調(diào)機(jī)的冷送風(fēng)相混合從而提高了設(shè)備的進(jìn)風(fēng)溫度;空調(diào)冷送風(fēng)的浪費(fèi)現(xiàn)象則指的是從空調(diào)機(jī)的冷送風(fēng)并未進(jìn)入設(shè)備,并對(duì)設(shè)備冷卻而直接回流到空調(diào)機(jī)的現(xiàn)象。冷熱空氣混合現(xiàn)象也是導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心溫度不一致的主要原因，并且這種現(xiàn)象也大大降低了數(shù)據(jù)中心空調(diào)的制冷效率和制冷能力。如何解決這兩種現(xiàn)象，其實(shí)最簡(jiǎn)單的方式就是機(jī)柜面對(duì)面擺放形成冷風(fēng)通道，背靠背擺放形成熱風(fēng)通道，這樣會(huì)有效的降低冷熱空氣混流，減低空調(diào)使用效率。
冷熱通道完全隔離
隔離冷通道或者隔離熱通道哪種方式更好呢?這兩種方式都將空調(diào)的冷送風(fēng)和熱回風(fēng)隔離開來，并使空調(diào)機(jī)回風(fēng)溫度提高以此來提高空調(diào)的制冷效率，區(qū)別主要是可擴(kuò)展性，散熱管理和工作環(huán)境的適宜性。
隔離冷通道的可擴(kuò)展性主要是受地板下送風(fēng)和如何將地板下冷風(fēng)送入多個(gè)隔離冷通道的制約。很多人認(rèn)為只要當(dāng)空調(diào)機(jī)的出風(fēng)量能滿足設(shè)備的散熱風(fēng)量即可，但是他們忽略了高架地板下冷送風(fēng)對(duì)于多個(gè)隔離通道的壓力降和空間的限制。相反的隔離熱通道則是使用整個(gè)數(shù)據(jù)中心作為冷風(fēng)區(qū)域來解決這個(gè)問題，正因?yàn)檫@樣擴(kuò)大冷通道的空間。隔離熱通道相比于隔離冷通道有著更多空調(diào)冗余性能，多出的熱通道空間將會(huì)在空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)能多出幾分鐘的寶貴維修時(shí)間。而且隨著服務(wù)器設(shè)備的散熱能力的提高，服務(wù)器所需的散熱風(fēng)量將會(huì)大大的減少�，F(xiàn)在很多服務(wù)器的熱風(fēng)的出風(fēng)溫度可到達(dá)到55℃。隔離冷通道的未被隔離部分空間的溫度將會(huì)比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心大大的提高，這將增加了數(shù)據(jù)中心工作人員的舒適度和減少數(shù)據(jù)中心其他設(shè)備的使用壽命。
綜上所述，雖然這兩種方法都可以提高空調(diào)使用效率，但是相比較起來，隔離熱通道比隔離冷通道的效率更高、適用性更好。
冷源方案比較
根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，數(shù)據(jù)中心的制冷系統(tǒng)占機(jī)房總功耗的40%左右。機(jī)房中的制冷主要是由機(jī)房空調(diào)負(fù)責(zé)，所以降低機(jī)房空調(diào)的耗電量可以有效的降低機(jī)房的PUE值。目前數(shù)據(jù)中心中較為常用節(jié)能制冷系統(tǒng)有以下四種：
水冷冷凍水機(jī)組+自由冷卻系統(tǒng)
本方案組成設(shè)備包含：水冷冷水機(jī)組、板式換熱器、冷卻水泵、冷卻塔、冷凍水泵、定壓補(bǔ)水裝置、加藥裝置、蓄冷水罐、末端空調(diào)機(jī)組等組成。整個(gè)系統(tǒng)由冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)組成，系統(tǒng)分三種工作模式：正常制冷、部分自由冷卻、完全自由冷卻。
風(fēng)冷冷凍水機(jī)組+自由冷卻系統(tǒng)
本方案組成設(shè)備包含：風(fēng)冷冷水機(jī)組、干盤管、冷凍水泵、定壓補(bǔ)水裝置、加藥裝置、蓄冷水罐、末端空調(diào)機(jī)組等組成。本系統(tǒng)做自由冷卻用的干盤管可集成于風(fēng)冷冷水機(jī)組內(nèi)，系統(tǒng)分三種工作模式：正常制冷、部分自由冷卻、完全自由冷卻。
自帶冷源式風(fēng)冷空調(diào)機(jī)組+自由冷卻
自帶冷源式風(fēng)冷空調(diào)機(jī)組系統(tǒng)屬于分散式空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)機(jī)組由室內(nèi)機(jī)、室外機(jī)、干盤管組成。室外機(jī)內(nèi)置壓縮機(jī)，干盤管集中布置于室外，母管連接由水泵分配至各室內(nèi)空調(diào)機(jī)，系統(tǒng)分三種工作模式：正常制冷、部分自由冷卻、完全自由冷卻。
模塊末端全空氣空調(diào)機(jī)組水冷冷凍水
本方案組成設(shè)備包含：水冷冷水機(jī)組、冷卻水泵、冷卻塔、冷凍水泵、定壓補(bǔ)水裝置、加藥裝置、蓄冷水罐、全空氣循環(huán)風(fēng)機(jī)組等組成。過渡季及冬季直接把室外冷空氣經(jīng)全空氣循環(huán)風(fēng)機(jī)組處理后送至機(jī)房?jī)?nèi)，以減少冷源部分的能耗，系統(tǒng)分三種工作模式：正常制冷、部分自由冷卻、完全自由冷卻。
數(shù)據(jù)中心到底使用哪種制冷系統(tǒng)，需要根據(jù)項(xiàng)目所在地的各項(xiàng)條件綜合考慮。在我國(guó)長(zhǎng)江以北地區(qū)，如果有條件建議采用水冷冷凍水機(jī)組+自由冷卻系統(tǒng)的方式設(shè)計(jì)制冷系統(tǒng)，這樣在冬季氣溫7-12℃時(shí)可以采用預(yù)冷的方式，使用部分冷凍機(jī)組。在室外溫度小于7℃時(shí)，可以不啟動(dòng)冷凍水機(jī)組，完全用自由冷卻系統(tǒng)對(duì)機(jī)房降溫，大大減少的了能源的消耗。
采用變頻電機(jī)
空調(diào)系統(tǒng)的制冷能力和環(huán)境密切相關(guān)，夏天室外溫度越高，制冷能力越低，因此大型數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)的制冷量都是按最差(夏天最熱)工況設(shè)計(jì)的(空調(diào)的制冷量一般要比其在理想工況下的額定值低，這時(shí)建筑物本身不但不散熱，反而吸熱)。這樣，全年絕大部分時(shí)間空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行在負(fù)荷不飽滿狀態(tài)。另外，大型數(shù)據(jù)中心的IT負(fù)荷從零到滿載也需要相當(dāng)?shù)臅r(shí)間，一般也在一到三年之間。還有，IT負(fù)載的能耗和網(wǎng)絡(luò)訪問量或運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)，根據(jù)其應(yīng)用的特點(diǎn)，每天24小時(shí)的能耗都在變化，一年365天的能耗也都在變化。比如，游戲服務(wù)器在早上的負(fù)載和能耗都比較低，但在晚上就比較高;視頻服務(wù)器在遇到重大事件時(shí)的負(fù)載和能耗就比較高。
因此，在水冷系統(tǒng)中所有電機(jī)采用變頻系統(tǒng)，這樣可以節(jié)約大量的能量，其增加的投資一般在一年內(nèi)節(jié)省的電費(fèi)中就可以收回(基本滿負(fù)荷情況下)。對(duì)于風(fēng)機(jī)和水泵，輸入功率和這些設(shè)備的轉(zhuǎn)速的三次方成正比。例如，如果風(fēng)機(jī)或水泵的轉(zhuǎn)速為正常轉(zhuǎn)速的50%，僅需要同一設(shè)備運(yùn)行在100%額定轉(zhuǎn)速時(shí)理論功率的12.5%。因此，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行在部分負(fù)荷時(shí)，變速裝置的節(jié)能潛力十分明顯。
提高冷凍水的溫度
冷水機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)的冷凍水溫度為7到12℃，水冷空調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)工況也是認(rèn)為冷凍水溫度為7到12℃。但是這個(gè)溫度范圍對(duì)于數(shù)據(jù)中心來說有點(diǎn)低，帶來以下兩個(gè)不利因素：
這個(gè)溫度大大低于數(shù)據(jù)中心正常運(yùn)行在40%左右相對(duì)濕度的露點(diǎn)溫度，將在風(fēng)機(jī)盤管上形成大量的冷凝水，需要進(jìn)一步加濕才能保持機(jī)房的環(huán)境濕度。這個(gè)除濕和加濕過程都是非常消耗能量的過程。
冷凍水的溫度和冷水機(jī)組的效率成正比關(guān)系，也就是說冷凍水的溫度越高，冷水機(jī)組的效率也就越高。根據(jù)某品牌在網(wǎng)絡(luò)上公布的材料，冷凍水溫度每提高一度，冷水機(jī)組的效率就可以提高大約3%。
目前，在集裝箱數(shù)據(jù)中心和高功率密度的冷水背板制冷技術(shù)中都把冷凍水的溫度設(shè)計(jì)為12到18℃，已經(jīng)高于露點(diǎn)溫度，完全不會(huì)除濕，也就不需要加濕。冷凍水的溫度提高后，水冷精密空調(diào)的制冷能力會(huì)下降，實(shí)際的制冷能力需要廠家提供的電腦選型軟件來確定，一般會(huì)下降10%到15%。但是由于冷凍水溫度提高后很少或基本不除濕和加濕，加上采用EC調(diào)速風(fēng)機(jī)，電機(jī)產(chǎn)生的熱量減少，整個(gè)水冷精密空調(diào)的實(shí)際制冷能力(顯冷)下降并不多。
【數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施】相關(guān)文章：
空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能發(fā)展方式12-28
中央空調(diào)工程制冷及空調(diào)節(jié)能技術(shù)措施10-14
關(guān)于配電系統(tǒng)降損節(jié)能措施方法01-22
物業(yè)管理常用節(jié)能措施10-31
電廠節(jié)能減排技術(shù)措施08-14
中央空調(diào)運(yùn)行及管理節(jié)能分析05-19
化工廠電氣節(jié)能措施分析06-23