隨著電子信息及制造技術(shù)的飛速提升，數(shù)據(jù)中心機(jī)房的設(shè)備密集度大大提高，耗電巨大，發(fā)熱量更加集中，機(jī)房局部過熱現(xiàn)象增多，機(jī)房內(nèi)單位面積空調(diào)冷負(fù)荷急劇增加，由此引來的主設(shè)備運(yùn)行故障和能耗逐年上升，甚至成為了制約通信業(yè)務(wù)發(fā)展的一大瓶頸。同時(shí)，具有重要戰(zhàn)略地位及發(fā)展?jié)摿Φ臄?shù)據(jù)中心作為通信行業(yè)高能耗的代表也成為了大家關(guān)注的焦點(diǎn)，國內(nèi)外各大運(yùn)營商及相關(guān)研究機(jī)構(gòu)都陸續(xù)開展了一系列數(shù)據(jù)中心節(jié)能試點(diǎn)改造，取得了良好效果。

1、數(shù)據(jù)中心能耗現(xiàn)狀

近年來，隨著電氣時(shí)代的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的建設(shè)呈現(xiàn)向大型化發(fā)展的趨勢。超過100個機(jī)架的數(shù)據(jù)中心比例逐年上升，2016年預(yù)計(jì)達(dá)到61%.而大型數(shù)據(jù)中心的電力消耗是相當(dāng)驚人，比如對一個建設(shè)規(guī)模為2000個機(jī)架的數(shù)據(jù)中心來說，按照每個機(jī)架功率平均3kW計(jì)算，2000個機(jī)架最終負(fù)荷為3kW*2000=6000kW，每個小時(shí)耗電6000度，全年電力耗能為：6000kW*24小時(shí)/天*365天=52560000kWh，按照1元/KWh計(jì)算，全年的電費(fèi)5256萬元，加上數(shù)據(jù)中心的空調(diào)、新風(fēng)、照明、其他電力能耗，對一個PUE為2的數(shù)據(jù)中心而言，電費(fèi)為1.05億元。從機(jī)樓的角度來看，數(shù)據(jù)中心能耗主要由三個部分構(gòu)成：數(shù)據(jù)通信設(shè)備、空調(diào)（制冷機(jī)房、空調(diào)末端系統(tǒng)）及電源（電力輸配系統(tǒng)、交直流不間斷電源），數(shù)據(jù)通信設(shè)備的能耗占比最大。但某種程度上來說，主設(shè)備的節(jié)能環(huán)節(jié)是運(yùn)營商無法真正掌握的。因此，運(yùn)營商在盡量采購節(jié)能減排主產(chǎn)品的同時(shí)，需不斷加大力度，開展對數(shù)據(jù)中心空調(diào)及電源系統(tǒng)的節(jié)能建設(shè)及技術(shù)改造，以期實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

2、數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)節(jié)能研究

一般來說，數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)包括：外電引入、變壓器、發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、交流不間斷電源系統(tǒng)、直流不間斷電源系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及輸配電線路等。由于數(shù)據(jù)中心功率密度的提高，所消耗的電功率增加，在電力各環(huán)節(jié)能量損耗亦隨之增大，因此，電源系統(tǒng)各環(huán)節(jié)均需采取節(jié)能措施。

2.1 電機(jī)系統(tǒng)

將電機(jī)系統(tǒng)中變壓器、發(fā)電機(jī)、外電引入、電動機(jī)幾個部分的現(xiàn)狀及問題、技術(shù)發(fā)展趨勢及建議列于表1。

3、機(jī)房制冷系統(tǒng)能耗

據(jù)統(tǒng)計(jì)，空調(diào)產(chǎn)生的能耗約占整個數(shù)據(jù)機(jī)房所需總功耗的35%左右，其中24%左右的功耗來源于空調(diào)的制冷系統(tǒng)，11%左右的功耗來源于空調(diào)的送風(fēng)和回風(fēng)系統(tǒng)。針對機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能，可以采用冷凝器的溫壓雙控霧化噴淋系統(tǒng)，冷凝器的溫壓雙控霧化噴淋系統(tǒng)由帶液晶藍(lán)屏顯示控制器的控制柜、壓力傳感器、溫度傳感、SPAYERS霧化噴嘴、進(jìn)水電磁閥及管路支架等部件構(gòu)成。通過壓力傳感器和溫度傳感器，實(shí)時(shí)采集機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)壓力值和冷凝溫度值。每套TPDCS-1溫壓雙控智能霧化噴淋系統(tǒng)能同時(shí)完成對16臺單系統(tǒng)或8臺雙系統(tǒng)機(jī)房空調(diào)的壓力值檢測及噴淋控制。以每臺CM+40機(jī)房空調(diào)制冷設(shè)備系統(tǒng)耗電量為25 kW/h，每天工作16 h計(jì)算，每臺空調(diào)用電費(fèi)用為400元/天；按節(jié)電為10%計(jì)算，每天節(jié)約費(fèi)用40元。噴淋系統(tǒng)自身用水費(fèi)用：每天用水量不超過1噸，費(fèi)用不超過3元，總節(jié)約費(fèi)用為37元/天，噴淋系統(tǒng)按一套1萬元計(jì)算，271天就可收回投資成本。

另外，還可以采取小型機(jī)樓或單個機(jī)房采用單元式風(fēng)冷型恒溫恒濕專用空調(diào)；

大型機(jī)樓或整片中心機(jī)樓建議采用集中式冷凍水型恒溫恒濕專用空調(diào)；冬季可靈活利用戶外冷源，提高機(jī)房內(nèi)外熱量交互；配備整套加濕節(jié)能裝置，以減小空調(diào)加濕做功，或者完全代替空調(diào)加濕功能；采用變頻或模塊化冷水機(jī)組，精確分配冷量、定點(diǎn)送風(fēng)、合理組織氣流等方式實(shí)現(xiàn)機(jī)房制冷系統(tǒng)節(jié)能。

4、空調(diào)末端系統(tǒng)能耗

目前，很多中央空調(diào)末端將電池電力室、設(shè)備機(jī)房以及輔助作用房間隔開，對于散熱量大的主要設(shè)備集中房間采用恒溫恒濕末端，其他輔助房間區(qū)域則采用普通空調(diào)，節(jié)約能耗；現(xiàn)在很多中央空調(diào)末端不是通過調(diào)節(jié)熱交換器進(jìn)水口閥門開度來調(diào)溫，而是通過電子方式來調(diào)溫，實(shí)現(xiàn)各區(qū)域精確溫控，而且風(fēng)機(jī)電機(jī)不是以滿速運(yùn)行，盤管風(fēng)機(jī)電機(jī)是根據(jù)室內(nèi)的負(fù)荷變化有效調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，來調(diào)節(jié)風(fēng)量達(dá)到調(diào)溫目的，既節(jié)省了電能，又大大地減少風(fēng)機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)動部分磨損，增加了電機(jī)的使用壽命，同時(shí)還消除了各個熱交換器進(jìn)水口閥門之間的影響。另外，還可以根據(jù)設(shè)備機(jī)房內(nèi)的散熱情況，對空調(diào)送風(fēng)模式進(jìn)行準(zhǔn)確模擬、設(shè)定，最后進(jìn)行精確定點(diǎn)送風(fēng)改造，改造后，風(fēng)機(jī)電機(jī)采用交流變頻調(diào)速技術(shù)后，實(shí)現(xiàn)了零電流、零電壓的軟啟動，消除了電機(jī)啟動時(shí)對電網(wǎng)的沖擊，而且還大大地降低電機(jī)運(yùn)行時(shí)的噪音。

5、建議

小型機(jī)樓或單個機(jī)房宜采用單元式風(fēng)冷型恒溫恒濕專用空調(diào)；新建大型數(shù)據(jù)中心機(jī)樓建議采用集中式冷凍水型恒溫恒濕專用空調(diào)系統(tǒng)，其冷凍水供回水溫差宜盡量加大。冬季可利用水冷機(jī)組的室外冷卻塔作為冷源也可積極利用自然冷源。機(jī)房布局應(yīng)合理，預(yù)留空調(diào)設(shè)備安裝空間，設(shè)備機(jī)柜的布置應(yīng)考慮空調(diào)制冷能力，少量高熱密度服務(wù)器可以考慮加裝柜門冷卻等分體式精確送風(fēng)空調(diào)降溫，高密度機(jī)架可采用液冷方式，避免出現(xiàn)局部過熱；高低密度設(shè)備宜分區(qū)布局、分區(qū)制冷?？煽紤]配套獨(dú)立的節(jié)能加濕裝置，減少專用空調(diào)加濕能耗。采用變頻或模塊化冷水機(jī)組，保證空調(diào)高效運(yùn)行；可通過變頻技術(shù)提高冷凍泵冷卻泵效率。冷水機(jī)組電功率超過500kW時(shí)，宜采用10kV高壓制冷機(jī)組；冷凍泵冷卻泵電功率超過200kW時(shí)，宜采用10kV或660V電動機(jī)。設(shè)備機(jī)房和電池電力室等輔助房間間隔開，主機(jī)房采用恒溫恒濕末端，輔助區(qū)域采用普通空調(diào)。機(jī)柜按照背對背，面對面排列，空調(diào)氣流方向與列走線架平行，保證通暢；優(yōu)化冷熱氣流路徑，減少混合?？煽紤]采用封閉冷通道，實(shí)現(xiàn)精確送風(fēng)，同時(shí)提高機(jī)房內(nèi)空調(diào)設(shè)定溫度，降低空調(diào)能耗。

在有條件的情況下，使用有送、排風(fēng)通道的機(jī)柜進(jìn)行精確下送風(fēng)，自然回風(fēng)或冷通道設(shè)地板風(fēng)口送風(fēng)，管道回風(fēng)的送風(fēng)方式。架空地板高度應(yīng)根據(jù)單機(jī)架功率大小進(jìn)行合理規(guī)劃；架空地板下只準(zhǔn)通風(fēng)，嚴(yán)禁布放線纜；架空地板下樓面和接觸空調(diào)冷風(fēng)的機(jī)房墻面建議采用不燃材料制造的隔熱保溫層，防止結(jié)露，減少冷量損失；新建架空地板下送風(fēng)機(jī)房前期裝機(jī)容量較小時(shí)，可考慮地板下做臨時(shí)隔斷，控制送風(fēng)空間，減少冷量浪費(fèi)。有條件的老機(jī)房還可考慮進(jìn)行下送風(fēng)上回風(fēng)或精確定點(diǎn)送風(fēng)改造。應(yīng)選擇高效風(fēng)機(jī)及風(fēng)柜，宜采用變頻裝置，降低能耗。

6、結(jié)束語

綜上所述，穩(wěn)定高效的制冷系統(tǒng)和供電系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心機(jī)房穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，也是節(jié)能減排、降低運(yùn)營成本的關(guān)鍵。在提倡低碳綠色節(jié)能的大環(huán)境下，通過數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)的合理布局和科學(xué)改造，達(dá)到節(jié)能減排，綠色環(huán)保的目的。

來源：機(jī)房空調(diào) http://preweds.com/

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• 文章標(biāo)簽： 空調(diào)系統(tǒng) 數(shù)據(jù)中心 機(jī)房
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