存量數據中心節能改造解決方案
                    發表時間:2021-05-06     閱讀次數:    
                    隨著計算機網絡業務量的迅速增長、服務器數量的增加,機房的面積及規模也在不斷擴大,數據中心的能耗成本也迅速增加,并有趕超硬件成本的趨勢。據權威機構調查顯示,我國每年用于服務器的電源和冷卻的總開支超過了20億美元。對于已經建成投產的數據中心,如何實現有效的節能改造,需要從多方面考慮,國霖有著多年的數據中心機房改造經驗,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:精密空調冷源節能降耗改造

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

                    方案一:自適應空調群控節能管控方案

                    自適應空調群控技術,將空調的運行數量與室內外溫濕度相結合,通過一定的邏輯算法,實現精密空調自適應啟?刂,在保證機房溫濕度的前提下,全年節能率在20%的節能目標。

                    方案二:冷風型熱管換熱器冷卻節能方案

                    采用熱管換熱方式,當室外干球溫度低于室內溫度5℃以上時,即可通過室外冷空氣與室內熱空氣進行間接換熱方式,實現熱管內無動力相變循環,減少精密空調壓縮機運行時間,達到節能降耗的目的。

                    方案三:新風過濾機組冷卻節能方案

                    通過對室外冷空氣進行過濾及加濕處理,當室外溫度低于室內溫度3℃以上時,即可通過室外冷空氣為室內環境進行送排風換熱,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壓縮機的使用運行時間,達到節能降耗的目的。

                    方案四: GFCII型自然冷卻節能方案

                    某些老舊機房改為水冷空調系統,由于水冷系統需要增加水泵房,設置定壓補水裝置,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,將水泵置于設備內部,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,擴容只需對接相應管路接口即可。

                    二:精密空調室外機的節能改造

                    另外,針對采用風冷冷凝器的精密空調,某些項目在夏季室外溫度較高時,一到夏季,當外界氣溫達到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℃,機房專用空調普遍出現高壓警報而宕機,嚴重影響機房溫度的穩定性。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量的前提下,通過增設自動噴淋降溫裝置,使得冷凝器的散熱量由冷卻空氣和水兩部分媒介來承擔,相應降低了冷凝器向冷卻空氣的散熱量。經試驗測試,某機房專用空調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,根據上述概算公式,粗略推算出機組的節能效率約為20%。

                    方案二:風冷冷凝器改水冷冷凝器方案

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

                    三:老舊機房的節能改造

                    老舊機房受到設計之初技術水平的限制,或氣流組織設計不合理等原因造成機房整體溫度分布不均勻,甚至嚴重的出現局部熱點問題,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,通過采用精確送風,智能化配風達到了很好的效果。

                    方案一:自適應智能化配風節能管控方案
                    傳統空調上送風方式通過風口直接送到整個機房,先冷卻環境,再通過環境冷卻設備機柜,造成大量的能量浪費;機柜由于負載不同,即使環境溫度均達標,也無法將機柜均勻降溫,甚至出現熱島現象,影響機柜壽命;為解決上述問題,通過合理的風管設計,實現各管路內風阻平衡、風速均勻; 再設置下探式精確送風風口+EC風機并配備風機自適應控制模塊,同時各主風管間設置電動調節閥,三者均納入節能管控系統,群控系統根據機柜處設置的溫度監測點的實時數據,結合復雜且完善的控制算法來控制風機出風風量,并控制調節閥來調配 整個系統的風量,使整個系統根據不同機柜不同的冷量需求來調配各出風口的風量,實現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節能裝置

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

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

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                    四:室內末端空調改造方案

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

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