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          數據機房空調節能選型方案

          責任編輯:精密空調廠家  發布時間:2017-07-14
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          據了解,有一些技術,可以讓數據中心的空調更加節能。例如適當放大冷凝器,增加散熱面積,降低冷凝溫度,提高制冷系數;添加冷凍油添加劑,減阻抗磨,增強冷凝器和蒸發器的換熱;夏季對風冷型冷凝器進行遮陽,水霧降溫等措施,即減少高壓跳機故障,又能節能降耗;計算機自動控制空調的工作狀態,依據環境溫濕度,自動精確變設定等等。

          機房空調節能方案
          目前,主流的節能新方案中,大部分是針對空調進行的。今天小編總結以下關于機房空調和機房空調的一些節能措施,希望能幫助到大家。

          冬季或部分地區的春秋兩季,室外空氣溫度較低,機房室內空氣溫度卻較高,仍需要供冷。尤其是沒有外墻、外窗的內區房間,由于機房內設備的持續散熱量沒有途徑散發到室外,室內仍需供冷。由于此時冷負荷較小,冷機制冷系數較低、能耗大,若開啟冷機供冷極不合理。其實大自然是最好的冷源,不僅不需要能耗取得,而且供給充足,屬于綠色冷源。

          自然冷卻是指不使用冷卻設備或者壓縮機冷卻空氣的技術。可用的自然冷卻量取決于當地的氣候,每年自然冷卻的范圍大約是100個小時至8000個小時以上。兩種最常用的自然冷卻方式是地下水或地表水冷卻和室外冷空氣冷卻。

          長期以來,出于安全、節能等多方面考慮,對于機房溫度設定應該偏上限值、下限值還是隨季節調整,一直爭議很大。由于我國地域遼闊,各地的情況不同,所以這個問題絕不能一概而論。但是機房溫度提高,對于節能是有明顯效果的,而且這種節能是不需要直接經濟投入即有產出的。

           

          專家建議

          據了解,空調能耗一般占機房能耗的20%~45%,有的甚至高達60%以上。因此,在保證設備正常運行的條件下,節能首先要從空調這個耗能大戶抓起。

          專家指出,機房空調的設定溫度一般為21-25℃,個別機房空調溫度控制得很低,甚至低在20℃,非常浪費能源,因此,合理設定機房空調的溫度顯得尤其重要。近期國外有報道稱,隨著服務器的功能的提升,IDC機房環境溫度可以為28℃。查閱部分服務器的性能指標,機箱內溫度在40℃以下是可以正常運行的。因此我們現行的較為嚴格的機房環境溫度規定還是值得商榷的。在沒有明確新標準前,我們比較合理的做法是在夏季將溫度設定偏高些,冬季設定偏低些。

          實驗證明,在不同室內溫度情況下的節能效果也不同,在室內溫度提高2℃時可以節能18%,提高4℃時節能更多。對于機房設定溫度提高后的節能效果,雖然目前還沒有非常權威的數據,但有提高1℃溫度大約能節約空調耗電2%~5%的結論。

          一、機房專用空調設備選型
          自控新風冷氣機設備進行選型過程中,機房的熱負荷和換氣次數是最為重要的參數依據,因為這兩項參數決定了機房的溫濕度能否得到恒定以及機房的潔凈度能否得到滿足。所以我們在機房專用空調設備選型時先選定這兩項數據,然后再對選定的新風設備型號進行其它次要數據項的驗證。根據機房熱負荷及換氣次數的計算,可以對機房專用空調設備的設備型號進行選定。

          1、混合制冷

          混合制冷方式是傳統機房常用的方式(俗稱冰柜式制冷方式),傳統的機房空調很少考慮機柜內部的溫度,它僅僅能保證機房內溫度符合要求。傳統混合制冷方式布局以整個房間作為冷卻對象,造成冷、熱氣流混流運行,即前面的機柜排出的熱風很容易進入后排機柜的進風口,由于冷、熱風氣流混合,從而造成精密空調制冷及機柜熱交換效率降低。

          2、垂直送風

          垂直送風方式一般指下送(上送)風上回(側回)風方式,一般是通過送風管道或地板靜壓箱開口方式送風,垂直送風方式空調的可減少冷熱氣流混流,大大提高空調效率,降低工程造價,這種方式是機房經濟實用的送風方式。

          3、水平送風

          水平送風方式一般指靠近機柜,沿機柜面均勻水平送出冷風,把冷氣均勻地送入機柜內,采用這種送風形式可大大縮短熱交換距離,提高空調效率,這是機柜較理想的送風方式。

          二、空調系統設計

          一般空調系統設計時,系依“最大負荷再加上20-50%預留負載量”而設計;實際運行時,空調系統均并未達滿負載狀態,系統存有甚大的冗余;因此空調系統需要:

          將不必要的冗余空調負載減供;

          將無效使用的進行無效能減供;

          有效使用大自然新風供冷的制冷能力。

          三、機房空調的和諧制冷設置(13種手段)

          (1)提高制冷系統溫度設置值。

          為了最大限度的提高容量和優化效率,設置點不應低于維持設備進氣溫度所需的數值。

          (程控機房的溫度要求保持在15℃-25℃以內,程控交換機房的溫度設定為20℃,精度為1℃。在設備對環境的要求范圍相對寬松的情況下,沒有根據環境溫度及設備特點作出相應的調整,室內溫度一年四季保持恒溫恒濕狀態。這不僅是對電量的浪費,也是對技術優勢的浪費。)

          (2)適當設定回風溫度值。

          節能理論依據是,當程控機房需要降溫時,空調工作在制冷狀態,此時若將回風溫度值設高些(在滿足機房溫度要求的條件下),會使壓縮機運行時間縮短起到節能作用。同理,當程控機房需要升溫時,空調工作在加熱狀態,此時若將回風溫度值設低些,會使加熱器運行時間縮短起到節能作用。

          (3)改變空調7×24小時不間斷運行方式為間斷性的運行方式;

          (4)通過現有機房新風換氣系統充分利用室外溫度來調節室內溫度(冬季);

          (5)加強機房密封性能,夏季合理利用機房窗簾調溫(經驗數據顯示通常窗簾可以有10℃左右的調溫能力);

          (6)在加/除濕耗能較大的機房可以考慮增加專用加/除濕設備;

          根據設備規格:一般每80平方米空間配置一臺加濕機和除濕機,技術規格為加濕機5-9公斤/小時、除濕機3-5公斤/小時。在機房相對濕度低于20%時開啟加濕機,相對濕度高于80%時開啟除濕機。

          如果機房使用單獨加濕器,切勿使機房濕度值高于需求,這會導致多個制冷設備相抵觸運行:如果兩個制冷系統回流氣體溫度不一致,或兩個設備的濕度傳感器校準不一致,或兩個設備設定的濕度值不同。制冷系統抵觸運行將導致一臺制冷設備會降低空氣濕度,另外一個則會增加空氣濕度。這一運行模式極其浪費資源,而且機房管理員也不容易發現。

          制冷系統濕度抵觸運行問題可通過以下方式解決:

          a)使用中央濕度控制;b)協調制冷設備之間的濕度值;c)關閉制冷系統中一個或多個加濕器;d)使用浮動數值設定。

          確認系統設定值是否相同,校準是否相同,并且擴大浮動數值設定范圍。一般情況下,將浮動數值范圍設定為士5%,便可以糾正這一問題。

          (7)機房空調聯機控制;

          a.采取空調聯機控制運行的理論依據

          對于某機房區域配置兩臺或多臺空調設備并且各自獨立運行時,由于多臺空調系統之間存在個體差異會帶來巨大的內部損耗,現象是部分空調處于加熱狀態,而部分空調則處于降溫狀態;或者是部分空調處于加濕狀態,而部分空調則處于除濕狀態,其主要原因如下:

          1.空調內部溫濕度傳感器一致性差異或部分傳感器損害;

          2.空調設備溫濕度設置的差異或異常;

          3.空調回風路由的不同或整個機房溫濕度部分差異;

          4.往往上述原因所帶來的空調內部損耗不易察覺或無法察覺,這樣所帶來的電能損失是相當巨大的。以某機房所作的統計分析,從11月至2月的機房電費支出中每月近三分之一的電費是由于多臺空調處于獨立工作而內耗掉了。

          b.空調內部損耗分析

          假設空調Ⅰ對室內溫度檢測正常,而空調Ⅱ檢測有1℃的偏差,兩臺空調設置溫度為20℃,穩定狀態范圍在18℃-22℃,當溫濕度傳感器探頭檢測到室溫高于22℃時,壓縮機將起動降溫,低于18℃時,加熱機構則起動升溫。

          a) 0----t1段:空調Ⅰ和空調Ⅱ處于穩定狀態,空調Ⅰ檢測的室溫為20℃,空調Ⅱ由于偏差1℃檢測值在21℃,此時兩空調既不加濕,也不降溫。

          b) t1----t2段:由于機房溫度的升高(或是外界環境變化,或是通信設備運行造成的升溫)。空調Ⅰ和空調Ⅱ檢測溫度均在升高。

          c) t2----t3段:由于空調Ⅱ的傳感器檢測的溫度已超過22℃(其實有1℃的偏差)。故空調Ⅱ壓縮機起動,開始降溫。空調Ⅰ也隨之溫度下降。

          d)t3----t4段:隨著空調Ⅱ的不斷降溫(此時已經存在傳感器偏差引起的不必要的降溫了),在空調Ⅱ達到20℃時并沒有停止降溫,因為空調內部設置有延時功能,仍要持續一段時間來降溫,在t3時刻,空調Ⅰ的檢測溫度已低于18℃的臨界值,故空調Ⅰ開始升溫,此時間段是空調Ⅰ升溫,空調Ⅱ降溫,處于相互作用沖抵階段,此時便產生嚴重且不必要的內部損耗。

          c.聯機控制方案

          a)選取機房中某一臺空調作為主控空調(空調1),其他空調依次與其控制器連接;

          b)通過主控空調來設置聯機信息,包括聯機數量、各臺空調設置溫濕度以及可設置空調輪流啟停時間;

          c)通過主控空調的傳感器信息來控制機房所有空調,實現一致性的升降溫和加除濕狀態;

          d)通過主控空調控制多個空調輪流工作保障了各臺空調定期運行,同時避免了由于自身傳感器誤差帶來的部分空調持續工作,部分空調從不工作的弊端。

          (8)采用計算機自動控制技術,隨時根據外界因素的變化,通過對空調運行狀態的判斷,自動調節室內溫/濕度值,使壓縮機或加熱工作時間減少,達到節能目的。

          (9)采用水冷作為冷媒的空調或采用制冷背板; 液冷系統的制冷原理是,把冷水送達到液體冷卻柜。先用柜內風機將熱風從服務器后部抽到液體冷卻柜中,用內部水管制冷熱風,然后將冷風吹到服務器前部,而熱水再回流到室外的循環制冷設備,通過這一過程不斷循環達到制冷效果。

          形象地理解,液冷設備與精密空調的區別,就像冰箱制冷與冷庫制冷的區別。對機房來說,液冷系統將每個機柜包裝成為一個“冰箱”,而精密空調則把整個機房制冷為一個“冷庫”,其能耗的差別不言而喻。使用液冷系統節能的效果不僅僅在于制冷方面。“液冷系統有一個與眾不同的系統,叫‘Freecooling’(自然冷卻系統)。液冷系統的進水口溫度需要低于15攝氏度,而當環境溫度低于15攝氏度,就可以不需要通過循環制冷設備來制冷液體,僅僅用自然冷量制冷即可。

          以上海為例,每年至少有三個月的環境溫度低于15攝氏度,也就是說每年有約四分之一的時間可以“天然制冷”,總體而言,相對于傳統制冷設備節能30%。

          (10)針對設備比較少的機房,通過人為的控制,增加巡視次數,根據現場實際情況,靈活掌握開機數量以及開機時間;

          (11)對機房加以改造,增加機房通風換氣能力;

          (12)適當增加機房內設備隔斷,提高機房空調利用率;

          (13)整改機房空調送風風道,使溫度條件要求高的設備充分得到空調送風,以此提高空調使用效率。

          機房空調的節能降耗,已經是企業較為重視的問題,機房空調的節能降耗成為重中之重,通過技術改造提高機房空調性能實現綠色節能在目前己經開始使用在空調系統中,早期的產品在先進性方面相對較新產品會有明顯不足,但通過技術改造,也可以達到提升其性能的目的。

          雷諾威精密空調公司www.oyho.icu

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