数据中心水冷空调节能措施详述
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信息化建设的核心基础设施，但由于其高密集度的硬件设备和大量的电力消耗，导致能源消耗量巨大。
为了提高数据中心的能源利用效率，降低运行成本，采取适当的节能措施是非常必要的。
二、节能措施1. 优化机房布局- 合理规划机房空间布局，避免设备过度密集，确保空气流通畅通，降低设备运行温度。
- 合理设置冷热通道，通过冷热空气隔离，减少冷气浪费。
- 采用高效的机柜布局，确保设备散热良好，减少能量损耗。
2. 优化空调系统- 选择高效的空调设备，如采用变频调节的精密空调系统，根据机房负荷自动调整制冷量，提高能源利用效率。
- 定期清洁和维护空调设备，确保其正常运行，减少能量浪费。
- 采用冷热通道隔离技术，减少冷气流失，提高空调系统效率。
3. 优化供电系统- 采用高效的供电设备，如UPS（不间断电源）和PDU（电源分配单元），提高供电效率。
- 优化供电系统的设计，减少电能转换损耗。
- 定期检查供电设备，确保其正常运行，减少能源浪费。
4. 优化照明系统- 采用LED照明灯具，比传统的白炽灯和荧光灯更加节能。
- 安装感应器和定时器，根据机房使用情况自动调节照明需求，减少能源浪费。
5. 优化设备选型- 选择能效比较高的服务器、存储设备和网络设备，减少能源消耗。
- 优化设备配置，避免设备过度配置导致能源浪费。
6. 优化冷却系统- 采用自然冷却系统，如地源热泵、冷却塔等，利用自然资源减少机房冷却能耗。
- 采用水冷技术，将热量转移到冷却水中，提高冷却效率。
7. 优化监控系统- 安装温湿度传感器，实时监测机房温湿度，及时调整空调设备，提高能源利用效率。
- 安装能耗监控系统，对机房能耗进行实时监测和分析，及时发现问题并采取相应措施。
8. 员工培训和意识提升- 培训员工关于节能意识和操作技巧，提高员工对节能措施的理解和执行能力。
- 定期组织节能知识宣传活动，提高员工对节能重要性的认识。
三、效果评估1. 能源消耗降低通过采取上述节能措施，数据中心机房的能源消耗将得到一定程度的降低，从而降低运营成本。
数据中心机房空调节能措施
数据中心机房空调节能措施摘要：数据中心的节能降耗涉及到多个方面，本文通过对国内某运营商数据中心的实例分析，从空调节能方面提出了一些有效建议，目标是为了更高效的利用能源，建设节能环保的绿色数据中心。
关键词：数据中心；电力输配系统；制冷机房；空调末端系统；节能随着电子信息及制造技术的飞速提升，数据中心机房的设备密集度大大提高，耗电巨大，发热量更加集中，机房局部过热现象增多，机房内单位面积空调冷负荷急剧增加，由此引来的主设备运行故障和能耗逐年上升，甚至成为了制约通信业务发展的一大瓶颈。
同时，具有重要战略地位及发展潜力的数据中心作为通信行业高能耗的代表也成为了大家关注的焦点，国内外各大运营商及相关研究机构都陆续开展了一系列数据中心节能试点改造，取得了良好效果。
1、数据中心能耗现状近年来，随着电气时代的发展，数据中心的建设呈现向大型化发展的趋势。
超过100个机架的数据中心比例逐年上升，2016年预计达到61%.而大型数据中心的电力消耗是相当惊人，比如对一个建设规模为2000个机架的数据中心来说，按照每个机架功率平均3kW计算，2000个机架最终负荷为3kW*2000=6000kW，每个小时耗电6000度，全年电力耗能为：6000kW*24小时/天*365天=52560000kWh，按照1元/KWh计算，全年的电费5256万元，加上数据中心的空调、新风、照明、其他电力能耗，对一个PUE为2的数据中心而言，电费为1.05亿元。
从机楼的角度来看，数据中心能耗主要由三个部分构成：数据通信设备、空调（制冷机房、空调末端系统）及电源（电力输配系统、交直流不间断电源），数据通信设备的能耗占比最大。
但某种程度上来说，主设备的节能环节是运营商无法真正掌握的。
因此，运营商在尽量采购节能减排主产品的同时，需不断加大力度，开展对数据中心空调及电源系统的节能建设及技术改造，以期实现节能降耗。
2、数据中心电源系统节能研究一般来说，数据中心电源系统包括：外电引入、变压器、发电机、电动机、交流不间断电源系统、直流不间断电源系统、照明系统及输配电线路等。
数据中心机房节能措施
数据中心机房节能措施一、背景介绍随着互联网的迅猛发展，数据中心的能耗问题日益凸显。
数据中心机房作为数据存储和处理的核心区域，其能源消耗占领整个数据中心能耗的大部份。
因此，为了降低能源消耗，提高数据中心的能效，采取一系列的节能措施势在必行。
二、机房节能措施1. 优化机房布局通过合理规划机房的布局，可以提高空气流通效率，减少能源浪费。
例如，将冷通道与热通道进行隔离，避免冷热空气的混合，减少冷却设备的能耗。
2. 采用高效空调系统选择高效的空调系统是降低机房能耗的重要措施之一。
可以采用冷水机组与精密空调结合的方式，根据机房的实际热负荷情况进行调整，提高空调系统的能效比。
3. 优化冷却水系统机房的冷却水系统是能耗的重要组成部份。
通过采用高效的冷却水系统，如水冷机组、冷却塔等，可以减少机房的能耗。
此外，还可以采用冷水与热水交替使用的方式，提高冷却水的回收利用率。
4. 使用高效节能设备在机房中使用高效节能设备是节能的关键。
例如，采用高效的服务器、存储设备和网络设备，可以减少设备的能耗。
此外，还可以采用虚拟化技术，将多台服务器虚拟化为一台物理服务器，提高设备的利用率。
5. 合理调整机房温度机房的温度调节是节能的重要环节。
根据机房的实际情况，可以合理调整机房的温度范围，避免过高或者过低的温度对设备的影响，提高机房的能效。
6. 定期进行能耗监测与评估定期对机房的能耗进行监测与评估，可以及时发现能耗异常情况，并采取相应的措施进行调整。
同时，还可以分析能耗数据，找出节能的潜力和改进的空间。
7. 员工节能意识培训提高员工的节能意识是节能的重要环节。
通过定期组织节能意识培训，向员工普及节能知识和技巧，引导员工养成良好的节能习惯，进一步降低机房的能耗。
三、节能效果评估实施上述节能措施后，可以通过以下指标对节能效果进行评估：1. PUE（能效比）：计算数据中心的总能耗与服务器能耗之比，PUE值越低表示能效越高。
2. 能耗降低率：比较实施节能措施先后的能耗数据，计算能耗的降低百分比。
数据中心机房节能措施
数据中心机房节能措施引言概述：数据中心机房是企业重要的信息技术基础设施，但其高能耗成为了一个全球性的问题。
为了减少能源消耗、提高效率，数据中心机房需要采取一系列节能措施。
本文将从五个方面详细阐述数据中心机房节能措施。
一、优化空调系统1.1 采用高效空调设备：传统的机房空调设备效率低下，建议使用高效的空调设备，如冷水机组。
这些设备能够更好地调节温度和湿度，提高能源利用率。
1.2 使用冷热通道隔离：冷热通道隔离是一种有效的节能措施。
通过将冷气和热气分开，可以减少冷气的浪费和热气的积聚，提高机房的能效。
1.3 定期清洁和维护：机房空调设备需要定期清洁和维护，以确保其正常运行。
清洁空调过滤器和冷凝器可以减少能耗，提高空调系统的效率。
二、优化电力管理2.1 采用高效电源设备：传统的电源设备效率低下，建议使用高效的电源设备，如高效UPS（不间断电源）。
这些设备能够提高能源转换效率，减少能源损耗。
2.2 使用智能电源管理系统：智能电源管理系统可以监控和管理机房的电力使用情况，实时调整电力分配，避免能源浪费，提高能源利用率。
2.3 优化电力供应结构：合理规划机房的电力供应结构，减少电力路线的损耗和电力设备的能耗，提高电力的传输效率。
三、优化服务器管理3.1 服务器虚拟化：采用服务器虚拟化技术可以将多台服务器整合到一台物理服务器上，减少服务器数量，降低能耗和维护成本。
3.2 服务器能效评估：通过对服务器的能效评估，可以了解服务器的能源消耗情况，并采取相应措施进行优化，提高服务器的能效。
3.3 服务器节能模式：合理配置服务器的节能模式，如自动休眠、定时关机等，减少服务器的待机能耗，提高能源利用率。
四、优化照明系统4.1 采用LED照明：传统的照明设备能耗高，建议使用LED照明。
LED照明具有高效节能、寿命长等优点，可以减少机房的能耗。
4.2 定时照明控制：通过定时照明控制系统，可以根据机房的使用情况自动调整照璀璨度和开关时间，避免能源的浪费。
数据中心冷空调系统节能措施研究与应用
数据中心冷空调系统节能措施研究与应用摘要：近年来，随着信息技术的高速发展，数据已成为促进现代经济社会发展的关键因素。
大数据产业链日趋完善，市场前景十分广阔。
我国已开始加快实施大数据国家战略。
随着数据中心的改扩建、新建在全国快速落实，我国对数据中心的建设提出了节能环保的要求与规划，在《三部门关于加强绿色数据中心建设的指导意见》中明确提出：“到２０２２年，数据中心平均能耗基本达到国际先进水平，新建大型、超大型数据中心的电能使用效率值达到１．４以下，高能耗老旧设备基本淘汰，水资源利用效率和清洁能源应用比例大幅提升，废旧电器电子产品得到有效回收利用”关键词：数据中心；冷空调系统；节能措施引言随着5g通信、海量数据、云计算和物理网络的快速增长，数据中心可以容纳越来越多的企业，数据中心总能耗在全球总能耗中所占的份额也在不断增加。
数据中心的高功耗直接影响了企业的经济性，其冷却系统的高可靠性和冗馀配置要求高昂的建筑成本。
数据中心应用相同的性能要求、节能目标和灵活性原则。
该配置与冷却通风系统的其中一个组件一致，不符合使用要求。
EEUE(electricenergyusageeffectiveness)反映了数据中心基础架构中的能源效率。
EEA定义为数据中心总能耗与IT设备能耗的比率。
eu指标考虑了能耗的三个主要方面:IT设备能耗、冷却系统损耗和功耗。
数据中心冷却系统的能耗是除IT设备外实现数据中心节能所需的最大能量流。
降低冷却系统的能耗，提高冷却系统的能效。
如果您希望降低欧盟的价值，从而提高数据中心的成本效益，这一点尤为重要。
运行时数据中心策略空调原理的结合是一个需要解决的问题，以确保系统安全、高效工作并降低能耗。
１数据中心节能优化控制系统总体要求数据中心节能优化控制系统是采集空调水系统的相关环境参数，集中监视、管理和控制受控设备，应用现代计算机技术、系统建模与智能优化技术、自动控制技术、变频调速技术等，通过专业的控制算法对数据中心空调水系统中的冷水机组、冷却水泵、冷水泵、冷却塔、电动蝶阀、机房空调等设备进行优化控制，降低水系统的能源消耗，提高系统能源利用效率的一种自动化控制系统。
浅谈数据中心空调系统的节能措施
２ ． 引入 变 频 技 术
也建立 了数据中心，其可 以对空 调系统的温、湿度进 行独 立控制 ，应 用了变频技术 ，对布局 和气流组织进行优化 ， 使用数据 中心技术后 降低 了能耗 ，而且节能环保 ，技术操
数据 中心 空调 能耗会 随着 工 作量 的变 化而 变
化 ， 其 有 一 定 的 规 律 可 循 ，因 此 相 关 设 备 的 发 热 量
【 关键词】数据 中心空调 系统 节能措施
对于数据中心产生 的能耗而 言，主要有 电源系 统能耗、空调系统 能耗 、信 息设备能耗，在能耗数
据 分 析 中发 现 ，信 息 设 备 能耗 占到 总 能 耗 的 ５ ０ ％ ， 而空调系统能耗 占到总能耗的 ４ ０ ％ 。 由此 可 见 ，这
作简单 ，可 以大范围地推广 。因此 ，数据中心空调 系统的
节能技术 得到了普及 。下面就对 这些方面进行分析 ，希望 能给有关人士一些借鉴 。
很 多问题 ：（ １ ）机柜排列施工不 科学 ，机柜都是相 同方 向进 行摆放 的， 当前面的服务器将热量排 出后 ， 这部 分能量就会被后排 的服务 器吸收，这是典型的 冷热气流混合情况 ，如果 不进 行处理，那么整个数
进 行独 立 控 制 技 术后 ，系 统 节 能 效 果 提 高 到 了 ４ ０ ％ ，
度、温度 、洁净度 等控 制在送风范 围内，保 证正常
的工作需求 。对于 数据 中心而言 ，通常使用 了机房 的专用精密 空调 ，将冷气流输送 到机柜热源 周围是 通风循环 设备的作用，之后和信 息设 备进 行热能置 换 ，最后将 空气 送 回到空调设备 中，在这个 循环过 程 中，有 专用的机房环境气流通 道和 气流通道。相 关人 员还注 意到数据中心具有低散湿量 、高发热量 的特 点，针 对这一情况 ，对空调 系统 有很高要求， 例如其 必须 具有 小送风焓差 、大送风 量的能力。通 过大送风 量就可 以确保设 备散 出的热量及时排除到 其他位置 ，小送 风焓差功 能能有 效避 免设备结露 。
数据中心空调系统节能措施
数据中心空调系统节能措施数据中心空调系统节能措施数据中心的能耗问题已越来越成为人们所关注，绿色数据中心的呼声越来越高。
由于数据中心涉及的专业很多，研究者往往只从本专业出发，而没有考虑与其他专业的配合问题。
那么，下面店铺为大家提供数据中心空调系统节能措施，欢迎大家阅读浏览。
冷热通道隔离技术经过多年的实践和理论证明，在一个设计不合理的数据中心内，60%的空调机冷送风由于气流组织的不合理而被浪费了。
传统的开放式热通道结构数据中心面临着两大气流管理难题：冷热空气相混合现象和空调冷送风的浪费现象。
这两种现象大大降低了空调制冷的效率。
其中，冷热空气相混合现象指的是由设备产生的热空气和空调机的冷送风相混合从而提高了设备的进风温度;空调冷送风的浪费现象则指的是从空调机的冷送风并未进入设备,并对设备冷却而直接回流到空调机的现象。
冷热空气混合现象也是导致数据中心温度不一致的主要原因，并且这种现象也大大降低了数据中心空调的制冷效率和制冷能力。
如何解决这两种现象，其实最简单的方式就是机柜面对面摆放形成冷风通道，背靠背摆放形成热风通道，这样会有效的降低冷热空气混流，减低空调使用效率。
冷热通道完全隔离隔离冷通道或者隔离热通道哪种方式更好呢?这两种方式都将空调的冷送风和热回风隔离开来，并使空调机回风温度提高以此来提高空调的制冷效率，区别主要是可扩展性，散热管理和工作环境的适宜性。
隔离冷通道的可扩展性主要是受地板下送风和如何将地板下冷风送入多个隔离冷通道的制约。
很多人认为只要当空调机的出风量能满足设备的散热风量即可，但是他们忽略了高架地板下冷送风对于多个隔离通道的压力降和空间的限制。
相反的隔离热通道则是使用整个数据中心作为冷风区域来解决这个问题，正因为这样扩大冷通道的空间。
隔离热通道相比于隔离冷通道有着更多空调冗余性能，多出的热通道空间将会在空调系统出现故障时能多出几分钟的宝贵维修时间。
而且随着服务器设备的散热能力的`提高，服务器所需的散热风量将会大大的减少。
大型数据中心机房空调节能改造
大型数据中心机房空调节能改造在当下数字时代，各企业和机构的数据存储和处理量都在不断增加，因此大型数据中心机房不可避免地成为了重要“资产”。
然而，这些机房的能耗问题也开始引起越来越多的关注。
据相关报道，数据中心能源消耗量占全球IT总消耗量的2%~3%，而不同企业间的数据中心能耗差异可以达到10倍以上，这给企业带来了极大的经济和环境压力。
因此，通过改造空调节能，降低数据中心能耗，已经成为了一项非常现实的任务。
本文将从多个角度论述大型数据中心机房空调节能改造的意义以及如何实现。
一、空调节能改造的必要性首先，我们需要认识到空调是机房中最大的能耗组成部分之一。
为了确保数据中心机房的高效运作，这些机房通常需要保持非常低的温度以确保服务器的工作稳定性。
因此，在数据中心机房中，大量的空调系统被使用来控制温度和湿度，这也导致了巨大的能耗量。
因此，对于企业来说，降低机房空调能耗将减少大量的能源消耗和运行维护成本，并且通过改造实现节能从而实现绿色环保。
其次，随着大数据、人工智能、云计算等技术的发展，数据中心机房的能耗问题变得越来越突出。
由于数据量的增加和计算能力的提高，数据中心机房的能耗问题也越来越严重。
一些研究表明，随着数据中心规模的扩大，能耗成本也在不断增加。
因此，对于数据中心企业来说，改造空调节能也是保持竞争力的重要一步，突破这个难题并获得更好的经济效益、财务表现及可持续性发展。
最后，从环保角度考虑，数据中心的能耗问题对环境产生了很大的负面影响。
近年来，全球气候变化的影响越来越明显，对生态环境造成了极大的影响。
在这个背景下，节能降耗显得更为重要，通过改造空调节能可以降低对环境的影响，减少能源消耗，进而更好地支持可持续发展。
二、数据中心机房空调节能改造措施为了降低数据中心机房空调的能耗，以下列举了一些可行的节能改造措施：1. 空调机型升级：新一代空调机型采用更先进的技术，效率更高，同时能够提供更高的可控性。
因此，更新机型是提高数据中心机房空调效率的重要方法之一。
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数据中心基础设施管理本文从理论角度,结合实践经验阐述了数据中心基础设施管理的基本概念。
重点介绍了水冷精密空调系统的构成、工作原理及节能运行、数据中心能耗指标及节能措施等。
数据中心基础设施管理的概念数据中心基础设施是除了IT设备(计算机、服务器、网络设备等)之外的所有数据机房辅助设施,包括暖通系统、电气系统、消防系统、安防系统及弱电系统等。
数据中心基础设施管理是指对上述各系统的统一、系统地管理,尤其重要的是对暖通系统、电气系统的管理。
数据中心基础设施管理的主要目标包括:1使数据中心安全、稳定地运行;2延长数据中心基础设施设备的使用寿命;3节能。
暖通系统的运行管理1暖通系统的选型对于大型数据中心节能水冷精密空调系统,新一代大型数据中心一般首选离心式。
水冷空调系统,其特点是制冷量大,并且整个系统的能效比高。
离心式制冷压缩机的构造和工作原理与离心式鼓风机极为相似。
图1给出了离心式压缩机工作原理图。
它的工作原理与传统的活塞式压缩机有根本的区别,它不是利用汽缸容积减小的方式来提高气体的压力,而是依靠动能的变化来提高气体压力。
离心式压缩机具有带叶片的工作轮,当工作轮转动时,叶片就带动气体运动或者使气体得到动能,然后使部分动能转化为压力,从而提高气体的压力。
这种压缩机由于它工作时不断地将制冷剂蒸汽吸入,又不断地沿半径方向甩出去,所以称这种型式的压缩机为离心式压缩机。
压缩机工作时制冷剂蒸汽由吸汽口轴向进入吸汽室,并在吸汽室的导流作用引导由蒸发器(或中间冷却器)来的制冷剂蒸汽均匀地进入高速旋转的工作轮(工作轮也称叶轮,它是离心式制冷压缩机的重要部件,因为只有通过工作轮才能将能量传给气体)。
气体在叶片作用下,一边跟着工作轮作高速旋转,一边由于受离心力的作用,在叶片槽道中作扩压流动,从而使气体的压力和速度都得到提高。
由工作轮出来的气体再进入截面积逐渐扩大的扩压器(因为气体从工作轮流出时具有较高的流速,扩压器便把动能部分地转化为压力能,从而提高气体的压力)。
气体流过扩压器时速度减小,而压力则进一步提高。
经扩压器后气体汇集到蜗壳中,再经排气口引导至中间冷却器或冷凝器中。
水冷冷冻机组的工作原理如下:1冷冻水侧:一般冷冻水回水温度为12℃,进入冷冻器与冷媒做热交换后,出水温度为7℃。
冷冻水一般通过风机盘管、组合式空调机组或水冷精密空调机向IT设备提供冷气。
由于数据中心的制冷量大,要求温差小、风量大且湿度需要控制,一般采用水冷精密空调机;2冷却水侧:一般冷却水进水温度为30℃,进入冷凝器与冷媒做热交换后,出水温度为35℃。
冷却水一般使用蒸发式冷却塔通过水蒸发来散热降温;3冷媒侧:冷媒以低温低压过热状态进入压缩机,经压缩后成为高温高压过热状态冷媒。
高温高压过热状态冷媒进入冷凝器后,将热传给冷却水而凝结成高压中温液态冷媒。
高压中温液态冷媒经膨胀装置,成为低压低温液气混合状态冷媒。
低温低压液气混合状态冷媒进入蒸发器后,与冷冻水进行热交换,冷冻水在此处被冷却,而冷媒则因吸收热量而蒸发,之后以低温低压过热蒸气状态进入压缩机。
离心式制冷压缩机具有下列优点:1单机制冷量大(350到35000kW之间),在制冷量相同时,它的体积小,占地面积少,重量较活塞式轻5～8倍;2由于它没有汽阀活塞环等易损部件,又没有曲柄连杆机构,因而工作可靠、运转平稳、噪音小、操作简单、维护费用低;3工作轮和机壳之间没有摩擦,无需润滑。
故制冷剂蒸汽与润滑油不接触,从而提高了蒸发器和冷凝器的传热性能;4能经济方便的调节制冷量并且调节的范围较大。
由于热量是通过水的蒸发(在冷却塔中)来散发的,因此夏天室外的高温对其冷却能力影响很小。
离心式冷冻机组在小负荷时(满负荷的20%以下)容易发生喘振,不能正常运转。
因此,在数据中心水冷空调系统的设计中一般先安装一台小型的螺杆式水冷机组或风冷水冷机组作为过渡。
大型数据中心的水冷空调系统一般由以下五部分组成,示意图如图2所示。
工作原理图如图3所示。
1离心式冷冻机组一般为N+1配置,有一台备机,安装在冷站机房;2冷却塔通常安装在室外或楼顶,一般一台冷冻机组对应一组冷却塔(便于维修和保证备机系统正常待机)。
冷却水通过冷却塔来降温,由于水在大气中蒸发,因此要设计安装水处理系统来除垢、除沙尘、除钠镁离子和病菌等,否则将大大降低制冷效率。
另外,由于数据中心是全年连续运行,还要设计冬季防结冰措施;3由于数据中心需要连续运行,因此冷冻水的进水和回水管道都要设计成环路,大型数据中心可能设计成二级或三级环路,这样在局部冷冻水管道或阀门发生故障时可以关闭相邻的阀门进行在线维护和维修。
为了便于日后的维护、维修、更换和扩展,需要安装设计相当多的阀门。
为了防止漏水和提高使用寿命,需要选择优质的阀门,有些工程使用优质无缝钢管,甚至不锈钢管。
冷冻水管和冷却水管不允许经过机房区域。
在水管经过的区域需要设置下水道和漏水报警设备。
为了节能和防止冷凝水,冷冻水管和冷却水管都要采取严格的保温措施;4水冷精密空调机其实就是一个温差小、风量大的大型风机盘管,一般推荐采用地板下送风和天花板上回风。
为了保证IT设备的绝对安全和便于设备检修,推荐设置物理上独立的空调设备间,四周做拦水坝,地面做防水处理和设置排水管道,安装漏水报警设备。
推荐采用N+1或N+2的冗余配置方案;5冷冻水和冷却水的循环都是通过水泵进行的。
水泵的节能除采用变频装置外,应采用较大直径的管道、尽量减少管道长度和弯头、采用大半径弯头、减少换热器的压降等。
冷冻机房、水泵、冷却塔、板式换热器和精密空调尽量设计安装在相近的高度以减少水泵扬程。
由于大型数据中心的水冷空调系统的电力负荷很大,一般需要为水冷空调系统设计独立的配电室。
由上述可以看出,水冷空调系统比较复杂,成本也比较高,维护也有难度,但是能满足大型数据中心的冷却和节能要求。
2水冷精密空调系统的节能运行维护免费冷却(Free Colling)技术指全部或部分使用自然界的免费冷源进行制冷从而减少压缩机或冷冻机消耗的能量。
常见的免费能源有:1中北部地区的冬季甚至春秋季,室外空气中储存大量冷量;2部分海域、河流、地下水水温较低,储存大量冷量;3部分地区的自来水中也储存了大量冷量;4压缩燃气在汽化过程中产生大量冷量。
目前常用的免费冷源主要是冬季或春秋季的室外空气。
因此,如果可能的话,数据中心的选址应该在天气比较寒冷或低温时间比较长的地区。
在中国,北方地区都非常适合采用免费制冷技术。
数据中心在环境温度较低的季节,将室外空气经过过滤后直接送入机房作为冷源,也能节省大量能源,称为风冷自然冷却。
这种自然冷却方式原理比较简单,成本也比较低,但存在以下不足之处: 1要保证空气的洁净度不是一件容易的事。
虽然可以通过高质量的过滤网保证空气的洁净度,但由于风量特别大,需要经常清洗更换,同时巨大的阻力也要消耗相当的能源;2湿度不好控制。
加湿和除湿都是相当的消耗能源。
如果采用简单的工业加湿设备,需要对加湿的水源进行高度净化(成本比较高),简单的软化水不能满足要求(对设备有害,长时间会在设备内部形成一层白色物质);3温度过低,容易结露并除湿。
因此需要进行细致严格的保温处理;4对于大型数据中心,由于距离远,风量特别大,这样就需要很大的风道,风机的电能消耗也非常的大。
实际的设计和安装也是很困难的事;5不可能实现全年自然冷却,夏季的制冷方式还需要安装单独的空调设备。
因此,在大型数据中心中对自然环境要求较高,因此不推荐使用风冷自然冷却方式。
采用水冷空调系统,当室外环境温度较低时,可以关闭制冷机组,采用板式换热器进行换热,称为水冷自然冷却。
这样减少了开启冷机的时间,减少大量能源消耗。
湿球温度在4℃以下时可以满足完全自然冷却,在湿球温度4～10℃之间可实现部分自然冷却。
在北京,一年内平均有5个月左右可以实现完全自然冷却,有2个月左右可以实现部分自然冷却。
节能效果将是非常明显的。
水冷精密空调系统中具有以下三种工作方式:1夏天完全靠冷冻机制冷,通过阀门控制使得板式换热器不工作;2冬天完全自然冷却,冷冻机关闭,通过阀门控制冷冻水和冷却水只通过板式换热器;3春秋季节部分自然冷却。
这时冷却水和冷冻水要首先经过板式换热器,然后再经过冷冻机组。
由于天气在不断的变化,上述三种工作方式也将不断进行转化。
为了减轻运维人员的工作和精确控制,在所有阀门采用电动阀的情况下,在空调系统管道若干位置加装可以自动采集数据的温度计、流量计和压力表等,通过一套自动化控制系统全年按最佳参数自动运行。
但这套最佳运行参数的获取需要一定时间的经验积累。
对于大型数据中心,由于制冷量特别大,同时考虑到降低N+1备机的成本,一般采用2+1、3+1或4+1系统,为了便于检修和提高整个系统的可靠性,蒸发式冷却塔、水泵、板式换热器和冷冻机组应一对一配置。
3采用变频电机节省能源我们知道,空调系统的制冷能力和环境密切相关,夏天室外温度越高,制冷能力越低,因此大型数据中心空调系统的制冷量都是按最差(夏天最热)工况设计的(空调的制冷量一般要比其在理想工况下的额定值低,这时建筑物本身不但不散热,反而吸热。
)。
这样,全年绝大部分时间空调系统运行在负荷不饱满状态。
另外,大型数据中心的IT负荷从零到满载也需要相当的时间,一般需1～3年。
另外,IT负载的能耗和网络访问量或运行状态相关,根据其应用的特点,每天24h的能耗都在变化,一年365天的能耗也都在变化。
比如,游戏服务器在早上的负载和能耗都比较低,但在晚上就比较高;视频服务器在遇到重大事件时的负载和能耗就比较高。
因此,我们强烈建议在水冷空调系统中所有电机采用变频系统,这样可以节约大量的能量,其增加的投资一般在一年内节省的电费中就可以收回(基本满负荷情况下)。
要注意的是在选用变频器时,要求谐波系数一般小于5%,不然将对电网造成不良影响。
对于风机和水泵,输入功率和这些设备转速的三次方成正比。
例如,如果风机或水泵的转速为正常转速的50%,仅需要同一设备运行在100%额定转速时理论功率的12.5%。
因此,当设备运行在部分负荷时,变速装置的节能潜力十分明显。
1变频冷水机组。
冷水机组采用变频电机并作相应的特殊设计,节能效果非常明显。
表1是一台典型的制冷量1000冷吨的变频冷水机组相对常规定频机组不同负荷的节能效果,负荷越低,节能效果越明显。
即便是数据中心处于满负荷状态,但由于数据中心的冷水机组需要常年运行,而室外的气温不断变化,对应冷却塔的供水温度也在不断变化,压缩机的工作压头也随之变化,在这种情况下,采用变频驱动的离心机组能够不断的根据压头的变化调节转速,达到节能效果。
表1为机组在室内负荷恒定,机组100%满负荷运行状态下,定频机组与变频机组的节能比较。
2变频冷却塔。
冷却塔采用变频电机可以在部分负荷和满负荷的不同气象条件下实现节能效果。