数据中心的智能通风解决方案
数据中心空调
目 录
• 数据中心空调系统概述 • 数据中心空调系统的设计与原理 • 数据中心空调系统的运行与维护 • 数据中心空调系统的能效与节能 • 数据中心空调系统案例分析
01
数据中心空调系统概述
数据中心空调系统的定义与特点
定义
数据中心空调系统是指为数据中心提 供适宜的温度、湿度和空气质量的设 备、设施和技术的总称。
案例二：某数据中心空调系统节能改造
总结词
节能减排、降低成本
详细描述
通过对原有空调系统的升级改造，采用智能控制和变频技术，优化系统运行，降 低能耗和排放，同时减少维护成本，提高运行效率。
案例三：某数据中心空调系统故障诊断与处理
总结词
快速响应、精准诊断
详细描述
该数据中心建立完善的故障诊断和处理机制，配备专业的维护团队，确保在空调系统出现故障时能够快速响应， 精准定位问题，及时修复故障，保障数据中心的稳定运行。
绿色数据中心
为了降低能耗和提高资源利用率， 绿色数据中心的概念逐渐受到重视， 其空调系统也更加注重节能和环保。
数据中心空调系统的分类与比较
风冷空调系统
采用自然风或机械通风方式进 行散热，适用于小型数据中心
。
间接蒸发冷却系统
利用自然冷源，如室外冷空气 或地下水进行冷却，适用于节 能要求较高的数据中心。
特点
数据中心空调系统需要具备高可靠性 、高效性、低能耗和智能化等特点， 以确保数据中心的稳定运行和节能环 保。
数据中心空调系统的历史与发展
早期数据中心
早期的数据中心采用传统的空调 系统，以解决散热和环境调节问
题。
模块化数据中心
随着技术的发展，模块化数据中心 逐渐兴起，其空调系统也更加高效 和灵活。
数据中心机房新风系统
汇报人： 日期:
目录
• 数据中心机房新风系统概述 • 数据中心机房新风系统的构成及
工作原理 • 数据中心机房新风系统的设计与
实施 • 数据中心机房新风系统的运行维
护与管理
目录
• 数据中心机房新风系统的应用案 例及效果分析
• 数据中心机房新风系统的选型与 采购建议
01
数据中心机房新风系统概 述
排风设备
包括排风机、排风管道等 ，用于将数据中心机房内 的空气排出。
控制设备
包括温度传感器、湿度传 感器、空气质量传感器等 ，用于监测和控制室内空 气质量。
工作原理
01
通过送风设备将新鲜空气送入数 据中心机房，同时通过排风设备 将室内空气排出，以保持室内空 气的新鲜和适宜的温度和湿度。
02
控制设备可以监测室内空气质量 ，根据需要自动调节送风和排风 设备的运行参数，以保证室内空 气质量符合标准。
04
能耗
新风系统的能耗应较低，能够有效地 降低数据中心的能源消耗。
03
数据中心机房新风系统的 设计与实施
设计原则与目标
高效性
新风系统设计应能高效地满足数据中 心机房的通风和散热需求，确保设备 正常运行，提高整体效能。
节能性
考虑到能源消耗和运营成本，新风系 统设计应具备节能特点，减少不必要 能耗。
定义与特点
定义
数据中心机房新风系统是指为数据中 心机房提供新鲜空气并进行空气循环 的系统，主要由新风机、送风管道、 排风管道、通风口、控制器等组成。
特点
高效率、低能耗、智能化、安全可靠 。
系统的重要性
提供新鲜空气
数据中心机房设备多，发热量 大，需要不断补充新鲜空气来
机房排烟通风工程方案
机房排烟通风工程方案一、项目背景随着信息化的快速发展，数据中心和机房逐渐成为各行各业不可或缺的重要设施。
而随着大数据、云计算、人工智能等新兴技术的应用，机房的运行负荷和热量也越来越大。
因此，机房的通风排烟系统的设计和建设显得尤为重要，不仅关系到机房内部设备的稳定运行，还关系到机房的安全和人员的健康。
二、工程目标1.提高机房内部环境的通风效果，降低机房内温度和湿度，确保设备的安全运行；2.设计合理的排烟系统，提高机房内的火灾安全性，保障人员的生命安全；3.满足机房运行的需要，减少对环境的影响，保护自然资源。
三、设计原则1.按照国家标准和行业规范进行设计，确保系统的安全可靠；2.降低机房内部的温度和湿度，提高设备的工作效率；3.确保排烟系统与消防系统的联动，提高机房内的火灾安全性；4.保证机房内部通风排烟系统运行的经济性和环保性。
四、设计方案1.通风系统设计(1)机房内部设置多个通风口，根据机房的实际情况进行布局，确保通风系统的密闭性和完整性；(2)设置通风风机，通过风道将室外新风送入机房，并将机房内部的饱和空气排出；(3)采用空调系统进行辅助通风，根据机房的负荷和环境温湿度进行自动调节，确保机房内部的温度和湿度在适宜范围内；(4)设置新风和排风口，通过风道将机房内的空气进行循环，确保机房内部的空气新鲜。
2.排烟系统设计(1)设置排烟风机，将一旦发生火灾时产生的烟雾排出机房，保证人员的安全逃生；(2)设置排烟口，将排出的烟雾通过排烟管道排出到室外，避免对室内环境和设备的影响；(3)采用联动式排烟系统，与消防系统联动，确保一旦发生火灾时，排烟系统能够自动启动，排出烟雾。
3.控制系统设计(1)设置通风和排烟系统的控制装置，实现系统的自动化管理；(2)采用PLC控制系统，与机房的监控系统联动，根据机房内的温湿度和负荷情况进行自动调节；(3)设置手动控制装置，确保在紧急情况下能够手动控制通风和排烟系统的运行。
微模块机房方案设计
微模块机房方案设计随着信息技术的快速发展，机房作为企业数据存储和处理的中心，其建设和管理的重要性日益凸显。
为了提高机房的可用性、可维护性和可扩展性，本文将介绍一种创新的微模块机房方案设计。
一、微模块机房概述微模块机房是一种基于模块化设计、智能化管理、绿色环保理念的数据中心解决方案。
它以标准化、模块化的方式构建机房基础设施，实现机柜、配电、制冷、监控等系统的集成，为企业提供高效、灵活、智能的数据中心建设方案。
二、微模块机房方案设计1、空间布局设计微模块机房的空间布局采用模块化设计，以标准化、灵活性的方式构建。
根据企业实际需求，可以将空间划分为不同的功能区域，如服务器区域、网络设备区域、存储设备区域等。
同时，每个区域内的机柜排列方式可以采用面对面、背对背等方式，以满足企业实际需求。
2、配电系统设计微模块机房的配电系统采用智能化的设计理念，实现电力资源的合理分配和管理。
每个机柜都配备独立的配电单元，可以根据实际需求进行灵活配置。
同时，配电系统还具备故障预警和自动切换功能，确保电力供应的稳定性和可靠性。
3、制冷系统设计微模块机房的制冷系统采用高效、节能的制冷设备，确保机房内部的温度和湿度控制在合理范围内。
同时，针对不同区域的设备散热需求，可以采用局部精确制冷或整体环境制冷相结合的方式，提高制冷效率。
4、监控系统设计微模块机房的监控系统采用智能化、可视化的方式对机房设备进行实时监控和管理。
监控系统可以监测机柜内设备的运行状态、环境参数等信息，并通过可视化界面进行展示。
同时，监控系统还具备故障预警和报警功能，及时发现并处理异常情况。
5、消防系统设计微模块机房的消防系统采用环保、高效的灭火设备，并配备相应的消防报警系统。
消防设备可以采用气体灭火或细水雾灭火等方式，根据实际需求进行选择。
同时，消防报警系统可以实时监测火灾情况，及时发出预警和报警信息。
三、微模块机房的优势1、高效节能：微模块机房采用高效、节能的设备和设计方案，降低机房的能耗和运行成本。
关于数据中心机房冷热通道
关于数据中心机房冷热通道在数据中心机房中，冷热通道是一种重要的设施，它能够有效地控制机房的温度和湿度，保障服务器等设备的正常运行。
本文将介绍冷热通道的基本概念、优势、设计原则以及在数据中心机房中的应用。
一、冷热通道的基本概念冷热通道是指数据中心机房中的一种布局方式，它将服务器等设备放置在冷通道中，而将空调设备放置在热通道中。
冷通道是指设备机柜的前面部分，而热通道则是指设备机柜的后面部分。
这种布局方式能够有效地提高空调的制冷效率，降低能耗。
二、冷热通道的优点1、提高制冷效率：冷热通道布局能够将服务器等设备的热量集中到热通道中，然后通过空调设备将热量排出机房，从而提高制冷效率。
2、降低能耗：由于冷热通道布局能够将热量集中到热通道中，因此能够减少空调设备的能耗，降低数据中心的运营成本。
3、提高服务器寿命：通过合理的冷热通道布局，能够保持机房的温度和湿度适宜，从而延长服务器的使用寿命。
三、冷热通道的设计原则1、合理规划机柜布局：在规划冷热通道布局时，需要根据数据中心的实际情况，合理规划机柜的布局，确保每个机柜都有足够的空间进行散热。
2、确定合适的空调设备：在选择空调设备时，需要根据数据中心的实际情况，选择合适的空调设备型号和数量，以确保能够满足数据中心的制冷需求。
3、确保气流组织合理：在规划冷热通道布局时，需要确保气流组织合理，避免出现气流短路等问题。
4、考虑扩展性：在规划冷热通道布局时，需要考虑数据中心的扩展性，为未来的扩展预留空间。
四、冷热通道在数据中心机房中的应用1、服务器机柜的布置：在数据中心机房中，服务器机柜通常被布置在冷通道中，以确保服务器等设备的正常运行。
同时，为了方便管理和维护，通常将机柜面对面排列，形成冷热通道。
2、空调设备的布置：空调设备通常被布置在热通道中，以确保能够有效地将热量排出机房。
同时，为了提高空调设备的制冷效率，通常将空调设备安装在机房的上部。
3、气流组织的控制：在数据中心机房中，需要合理控制气流组织，避免出现气流短路等问题。
[汇总]分析数据中心机房PUE值偏高问题及解决方案
![[汇总]分析数据中心机房PUE值偏高问题及解决方案](https://img.taocdn.com/s3/m/8ea4ff0c6ad97f192279168884868762caaebb94.png)
分析数据中心机房PUE值偏高问题及解决方案一、冷却成为数据中心最有价值计划随着电子信息系统机房IT设备高度的集成化，其能源效率偏差以及机房散热量日渐趋高的现象开始受到了各界强烈关注。
据权威部门统计，我国高端服务器集中的通信行业耗电在2007年就已达到200亿度以上，信息产业俨然已经成为一个高能耗行业。
而服务器又是现在数据中心机房的核心，并且24小时运行。
以我国服务器保有量为200万台，按每台服务器平均功耗400瓦，每年的耗电总量约为80亿千瓦时。
根据中国电信节能技术蓝皮书所载，一般机房内芯片级主设备1 W 的功耗会导致总体耗电量达到2.68-2.84W，而其中机房空调冷却系统的耗电量约占机房总能耗的40%。
由绿色网格组织（Green Grid）所提出的电力效率指标P U E 数值（ Power Usage Effectiveness）是通过计算机房的总能耗与所有IT主设备能耗的比值而得出的。
故可估算上述机房的PUE值至少为2.68-2.84。
由此推算，我国数据中心机房消耗到空调冷却系统的能量至少为84亿千瓦时。
这也就意味着为服务器提供冷却的机房空调系统能耗大约能达到我国空调设备每年总能耗1/4！据称：Google公司的数据中心PUE年平均值可以达到1.21，中国Hp的新一代数据中心体验中心机房夏季PUE值可以达到1.6-1.7。
这一指标如何实现？据美国电力转换公司APC最近的统计数据显示，数据中心的冷却成本大约占总能源账单的50%。
而国际组织Uptime Institute指出，由于数据中心机房内气流不适当，用于冷却的冷空气有60%都浪费了；数据中心的过度冷却（overcooling）差不多达到实际需求的2倍，目前多数机房存在过度冷却问题，相应的机房空调机组耗能也比设计工况增加耗电50%以上，最终造成机房居高不下的高额运行费用。
故此——优化数据中心冷却是排在第一位的最有价值的绿色计划！二、数据中心高效节能冷却解决方案由于现代电子信息系统机房中的空调负荷主要来自于计算机主机设备、外部辅助设备的发热量，其大约占到机房空调总负荷的80~97%；而在服务器、存储、网络等主设备中服务器的份额又大约占到设备散热量的80%。
机房节能方案
velocity-magnitude: 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6
Z
Y
X
采用下送风后和风速云图
采用下送风的风速矢量图 （图中水平箭头长度表征6m/s大小）
机房节能方案-控制回路设计方案
风系统控制回路 l 对新回风阀、排风机进行实时控制，根据现场温湿度的实际情况控 制电动风阀，调节新风、回风、排风，保持室内稳定的温湿度。 l 新风、回风电动风阀调节，依据焓值控制器的温湿度回路，进行新 风引进及回风和送风的工作。
机房节能方案-具体设计方案
六楼机房
MZT-50共四台
机房节能方案-具体设计方案
五楼机房（电源室）
MZT-50共一台
机房节能方案-具体设计方案
四楼机房
MZT-50共四台
机房节能方案-气流组织设计方案
安装布局 室内安装，以减少对建筑外立面的美观造成不良影响。为模块化设计，以尽可 能减少室内空调的占用，自洁式过滤器应安装在室外便于维护的位置。
空气流动。
机房具有利用室外自然冷源的优质外部环境，但目前阶段 2 没有合理利用室外冷源，未采取相应的节能措施，空调能
耗较大。
机房节能方案-负荷计算
根据IDC机房的负荷特点，四楼、六楼负荷为 200kW，预配置四台智能通风机组，五楼负荷为 50kW，预配置单台智能通风机组，单台机组需 承担的负荷为50kW，则新风量：
3 子。
机房节能方案-设计依据及节能诊断
设计依据 《电子计算机机房设计规范》 《中国电信数据中心机房电源、空调环境设计规范（暂行）》 《中国电信数据中心机房电源、空调环境验收规范（暂行）》 《数据中心机房空气调节系统的设计与运行维护》 节能诊断
数据中心机房节能措施
数据中心机房节能措施一、背景介绍数据中心是现代社会不可或者缺的重要基础设施，然而，数据中心的运行需要消耗大量的能源，给环境带来了巨大的压力。
为了减少能源消耗、降低运营成本、提升环境可持续性，数据中心机房需要采取有效的节能措施。
二、节能措施1. 优化空调系统- 安装高效节能的空调设备，例如采用变频技术的空调机组，能够根据机房负荷自动调整制冷量，提高能效比。
- 在机房内设置冷热通道隔离，避免冷热空气混合，减少能量浪费。
- 合理设置温度和湿度控制范围，不仅能满足设备运行要求，还能降低能耗。
2. 优化供电系统- 使用高效的供电设备，例如UPS（不间断电源）和PDU（功率分配单元），提高能源利用率。
- 采用智能电力管理系统，实时监测用电情况，及时发现和解决能耗过高的问题。
3. 优化照明系统- 使用LED照明灯具替代传统荧光灯，LED灯具能够提供更高的光效，且寿命更长，能耗更低。
- 安装自动感应开关和光线感应器，根据光照情况自动调节照璀璨度和开关灯。
4. 优化机房布局- 合理规划机架布局，避免机架之间过于密集，保证空气流通，减少设备散热负荷。
- 定期清洁设备和机房，保持设备通风良好，提高散热效果。
5. 优化设备选型- 选用高效节能的服务器、存储设备和网络设备，例如采用低功耗的处理器、固态硬盘等。
- 定期对设备进行维护和升级，确保设备处于最佳工作状态。
6. 应用虚拟化技术- 使用虚拟化技术将多台服务器整合为一台物理服务器，提高服务器利用率，减少能源消耗。
- 采用虚拟化存储技术，优化存储资源利用率，减少存储设备数量和能耗。
7. 优化冷却系统- 采用冷水机组和冷却塔等高效冷却设备，减少冷却能耗。
- 使用热交换技术，将机房产生的热量回收利用，例如用于供暖或者其他用途。
8. 引入可再生能源- 在数据中心周围建设太阳能光伏板或者风力发电设备，利用可再生能源为数据中心供电。
- 采用地热能或者地表水源进行机房冷却，减少对传统能源的依赖。
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Fan level
▪ More air performance / same footprint
▪ Efficiency ▪ Predictive / Preventive
maintenance ▪ IOT & Connectivity
3
Market situation & Cooling concepts Cooling Concepts
Radical I 630 fan Radical II 630 fan
5000
10000 qv [m³/h]
07.05.2020
Leslie He – Market Director
15000
80
peak static eff. 68%
70
peak static eff. 62%
60
50
40
+ 38% more air 30 performance
parameters geometrie
FEM
modification
CFD
calculation
07.05.2020
Leslie He – Market Director
10
Area cooling - CRAC Radical II 630
&
Simulation of fan
07.05.2020
13
Area cooling - CRAC New Radical II 630 fan – case study
07.05.2020
Leslie He – Market Director
Application: Upgrade precision air-conditioning units
Replacement of existing AC fans with the new Radical II 630 fan
▪ Radical I 630
▪ Radical II 630
▪ Efficiency ▪ More air performance ▪ Power density ▪ same footprint
07.05.2020
Leslie He – Market Director
8
Area cooling - CRAC CRAC - Precision Air Conditioning (Radical II 630)
▪ Modular system
▪ Covers main load of the most data center
▪ Free cooling, adiabatic cooling, evaporative cooling
07.05.2020
Leslie He – Market Director
15
old duty points (Radical I 630) + old & new duty points Radical II 630
07.05.2020
Leslie He – Market Director
9
Area cooling - CRAC Radical II 630
optimization algorithm
Megatrends
▪ IOT ▪ Big Data ▪ 5G ▪ autonomous driving ▪ Industry 4.0 ▪ Clouds ▪ Smart City
Datacenter trends
▪ Hyperscale ▪ Colocation ▪ Edge DC ▪ Enterprises ▪ Low PUE ▪ DC Container
▪ Ensure reliable server performance in data centers
07.05.2020
Leslie He – Market Director
5
Area cooling - CRAC Trends for Precision air-conditioning units
volume calls for more cooling capacity ▪ Enormous potential energy savings with efficient cooling concepts
07.05.2020
Leslie He – Market Director
2
Market situation & Cooling concepts Why are fans important?
17
Area cooling - CRAH RadiPac II
Air Performance Range
07.05.2020
Leslie He – Market Director
500 W to12 kW
18
Area cooling - CRAH RadiPac II
Improve
Rounded blade leading edge
Datecenter ▪ 39 pcs. CRAC Units ▪ Duty point per cabinet: 400Pa@45000m3/h ▪ 3 fans installed per unit / 117 fans in total
07.05.2020
Leslie He – Market Director
Area cooling - CRAH Trends for Computer Room Air Handler
Trend Asia / USA / Europe ▪ Hyperscale DCs are mostly equipped with
CRAH systems ▪ More air performance / same footprint ▪ Reduce energy consumption ▪ Increase overall efficiency ▪ Modular system / multiple fans [THD(I)] ▪ „one fits all“
RadiCal II
Gen 4. Data Center Fan Plastic Impeller (RadiCal II) Gen 3. BG 150Motor
057/7.0/250.2020
Leslie He – Market Director
7
Area cooling - CRAC RadiCal II
Airfoil blade
Inclined blade trailing edge
Tappered connection flange
Integrated radial diffuser
07.05.2020
Leslie He – Market Director
- Low-loss inflow - Noise reduction - Low-loss airflow - No flow separation - Wide efficiency peak - High stability - Turbulence-free downstream flow - Reduced tonal noise
3D Version
Gen 1. Data Center Fan Metal Impeller Gen 2. BG150 Motor
RadiCal
Gen 2. Data Center Fan Plastic Impeller(RadiCal) Gen 2. BG150 Motor
RadiCal +
Gen 3. Data Center Fan Plastic Impeller (RadiCal) Gen 3. BG150 Motor
07.05.2020
Leslie He – Market Director
16
Area cooling - CRAH RadiPac II
Improve
2005 54,0%
2009 59,8%
2013 62,3%
2015 67,3%
07.05.2020
Leslie He – Market Director
▪ Multiple ebm-papst EC fans (supply & exhaust side) working in parallel supply the required amount of air with particular efficiency
Innovation for Data Center
FLeeslaietuHereNsova2n0d19solutions
Market situation & Cooling concepts Why are fans important?
Cooling is responsible for up to 37 % of a data center’s energy needs. ▪ Constantly increasing data
19
Area cooling - CRAH RadiPac II
Constriction
07.05.2020
Leslie He – Market Director
20
Facility cooling Fan Grid solutions
07.05.2020
Leslie He – Market Director
20
10
0 20000
Same footprint More air performance Power density Efficiency