存量數(shù)據(jù)中心節(jié)能改造解決方案
發(fā)表時間:2021-05-06     閱讀次數(shù):    
隨著計算機網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量的迅速增長、服務(wù)器數(shù)量的增加,機房的面積及規(guī)模也在不斷擴大,數(shù)據(jù)中心的能耗成本也迅速增加,并有趕超硬件成本的趨勢。據(jù)權(quán)威機構(gòu)調(diào)查顯示,我國每年用于服務(wù)器的電源和冷卻的總開支超過了20億美元。對于已經(jīng)建成投產(chǎn)的數(shù)據(jù)中心,如何實現(xiàn)有效的節(jié)能改造,需要從多方面考慮,國霖有著多年的數(shù)據(jù)中心機房改造經(jīng)驗,針對老舊機房存在的諸多問題化繁從簡,對機房改造的類型和問題進行分類,并對每一類問題提出了定制化且切實可行的解決方案,具體如下:

一:精密空調(diào)冷源節(jié)能降耗改造

老舊機房精密空調(diào)是能耗大戶,機組COP低,無法實現(xiàn)精確控制,造成處于熱備狀態(tài)的空調(diào)制冷量高于機房實際需求,功耗持續(xù)不下,為解決這種問題,我公司根據(jù)機房不同的環(huán)境情況,用電情況,地理位置等提出了下面的解決方案:

方案一:自適應(yīng)空調(diào)群控節(jié)能管控方案

自適應(yīng)空調(diào)群控技術(shù),將空調(diào)的運行數(shù)量與室內(nèi)外溫濕度相結(jié)合,通過一定的邏輯算法,實現(xiàn)精密空調(diào)自適應(yīng)啟??刂疲诒WC機房溫濕度的前提下,全年節(jié)能率在20%的節(jié)能目標(biāo)。

方案二:冷風(fēng)型熱管換熱器冷卻節(jié)能方案

采用熱管換熱方式,當(dāng)室外干球溫度低于室內(nèi)溫度5℃以上時,即可通過室外冷空氣與室內(nèi)熱空氣進行間接換熱方式,實現(xiàn)熱管內(nèi)無動力相變循環(huán),減少精密空調(diào)壓縮機運行時間,達到節(jié)能降耗的目的。

方案三:新風(fēng)過濾機組冷卻節(jié)能方案

通過對室外冷空氣進行過濾及加濕處理,當(dāng)室外溫度低于室內(nèi)溫度3℃以上時,即可通過室外冷空氣為室內(nèi)環(huán)境進行送排風(fēng)換熱,該方式即時在過渡季及夏季的夜間時均可使用,大幅度減少機房空調(diào)壓縮機的使用運行時間,達到節(jié)能降耗的目的。

方案四: GFCII型自然冷卻節(jié)能方案

某些老舊機房改為水冷空調(diào)系統(tǒng),由于水冷系統(tǒng)需要增加水泵房,設(shè)置定壓補水裝置,軟化水裝置等,而老舊機房由于空間有限,無法提供額外的泵站,因此,可采用GFCII型自然冷卻機組,將水泵置于設(shè)備內(nèi)部,即解決了水泵房空間的問題,又大大減少了土建投資,實現(xiàn)了模塊化配置,使得此類改造項目簡單,方便,擴容只需對接相應(yīng)管路接口即可。

二:精密空調(diào)室外機的節(jié)能改造

另外,針對采用風(fēng)冷冷凝器的精密空調(diào),某些項目在夏季室外溫度較高時,一到夏季,當(dāng)外界氣溫達到30℃時,而在室外平臺中的空氣溫度將達到50℃以上,一旦大氣氣溫上升至35℃,機房專用空調(diào)普遍出現(xiàn)高壓警報而宕機,嚴(yán)重影響機房溫度的穩(wěn)定性。為解決上述問題,我公司主要采用如下兩種方案

方案一:風(fēng)冷冷凝器霧化噴淋方案

我公司在不改變冷凝器的散熱面積及風(fēng)量的前提下,通過增設(shè)自動噴淋降溫裝置,使得冷凝器的散熱量由冷卻空氣和水兩部分媒介來承擔(dān),相應(yīng)降低了冷凝器向冷卻空氣的散熱量。經(jīng)試驗測試,某機房專用空調(diào)室外冷凝壓力在最炎熱夏季從原先的23~24kgf/cm2降低至18~19 kgf/cm2,下降4-5 kgf/cm2。既冷凝溫度從60℃降低至50℃達10度之多,根據(jù)上述概算公式,粗略推算出機組的節(jié)能效率約為20%。

方案二:風(fēng)冷冷凝器改水冷冷凝器方案

通過增設(shè)管殼式換熱器,并將風(fēng)冷冷凝器改為水冷冷凝器的方式,由于水的比容比風(fēng)大,水冷的制冷效果比風(fēng)冷好,因此提高了冷凝器換熱效率,可更好的降低冷凝器內(nèi)工質(zhì)溫度,確保機組運行的安全穩(wěn)定。

三:老舊機房的節(jié)能改造

老舊機房受到設(shè)計之初技術(shù)水平的限制,或氣流組織設(shè)計不合理等原因造成機房整體溫度分布不均勻,甚至嚴(yán)重的出現(xiàn)局部熱點問題,為解決機房上述問題,我公司從解決氣流組織分配角度出發(fā),通過采用精確送風(fēng),智能化配風(fēng)達到了很好的效果。

方案一:自適應(yīng)智能化配風(fēng)節(jié)能管控方案
傳統(tǒng)空調(diào)上送風(fēng)方式通過風(fēng)口直接送到整個機房,先冷卻環(huán)境,再通過環(huán)境冷卻設(shè)備機柜,造成大量的能量浪費;機柜由于負(fù)載不同,即使環(huán)境溫度均達標(biāo),也無法將機柜均勻降溫,甚至出現(xiàn)熱島現(xiàn)象,影響機柜壽命;為解決上述問題,通過合理的風(fēng)管設(shè)計,實現(xiàn)各管路內(nèi)風(fēng)阻平衡、風(fēng)速均勻; 再設(shè)置下探式精確送風(fēng)風(fēng)口+EC風(fēng)機并配備風(fēng)機自適應(yīng)控制模塊,同時各主風(fēng)管間設(shè)置電動調(diào)節(jié)閥,三者均納入節(jié)能管控系統(tǒng),群控系統(tǒng)根據(jù)機柜處設(shè)置的溫度監(jiān)測點的實時數(shù)據(jù),結(jié)合復(fù)雜且完善的控制算法來控制風(fēng)機出風(fēng)風(fēng)量,并控制調(diào)節(jié)閥來調(diào)配 整個系統(tǒng)的風(fēng)量,使整個系統(tǒng)根據(jù)不同機柜不同的冷量需求來調(diào)配各出風(fēng)口的風(fēng)量,實現(xiàn)機柜熱量的按需分配。從根本上解決機房溫度分布不均,機柜局部熱點的問題。

方案二:冷熱通道智能化送排風(fēng)節(jié)能裝置

針對某些老舊機房風(fēng)帽上送風(fēng)或風(fēng)管上送風(fēng)系統(tǒng),由于機房建筑問題如柱子遮擋或橋架布置,沒法設(shè)置風(fēng)管,或該機房內(nèi)僅存在某一、兩個區(qū)域的局部熱點問題時,無需通過整體設(shè)置自適應(yīng)智能化配風(fēng)系統(tǒng)的方式解決局部熱點問題。該方案根據(jù)機柜現(xiàn)場實際情況,冷通道采用主動送風(fēng)裝置,熱通道采用主動排風(fēng)裝置,風(fēng)機帶有主從控制裝置,通過一定的邏輯算法實現(xiàn)風(fēng)機及翻轉(zhuǎn)天窗等的自動控制,并考慮了緊急情況下的設(shè)備應(yīng)急功能。

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方案三:下送風(fēng)地板主動送風(fēng)裝置
針對采用下送風(fēng)工況的機房,同樣存在冷熱量分配不均勻,機房局部熱點問題,為了解決下送風(fēng)系統(tǒng)的此類問題,我們通過在機柜上設(shè)置溫度傳感器另配主動送風(fēng)地板方式,結(jié)合一定的邏輯算法實現(xiàn)了機房氣流組織分配的合理性和節(jié)能性。

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四:室內(nèi)末端空調(diào)改造方案

1.除了前述幾種主要的節(jié)能改造方案外,對于一些特殊的機房,如機房無額外的設(shè)備布置空間,采用風(fēng)管上送風(fēng)存在困難,我公司采用吊頂式熱管末端方式為機房送風(fēng),采用分布式冷卻末端,風(fēng)機室外能耗低(單位冷量風(fēng)機能耗約為常規(guī)精密空調(diào)的20~25%(節(jié)能約80%)。
2.溫、濕度獨立控制
3.采用高溫冷水機組,能效比
4.機房常規(guī)冷機高30%
5.分布式冷卻末端根據(jù)機柜負(fù)
6.頂置式熱管背板載按需供冷,避免局部熱點

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