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(方案策划书)
实施单位:
广东省峰谷电热冷综合能源生产改造技术有限公司
?支撑单位:
广东省电信规划设计院有限公司
二O二三年三月
A数据中心位于XX市XX镇街(园区),于XX年投入使用。该数据中心机房面积XX平方米,经过委托第三方专业机构实地测试,实际运行PUE为XX。
图1 数据中心位置图(略)
图2 数据中心外观(略)
图3 数据中心平面图(略)
整个数据中心供配电系统为2N+1冗余配置,供电可靠性较高。
图4 供配电系统拓扑图(略)
电源输入:A数据中心采用双路XXV市电引入,未配置独立变压器,单路容量XXkVA,合计XXkVA。
UPS不间断电源:采用高频UPS产品,分别接入两路市电,具有整流整压功能,并可提供XX分钟满负荷负载支撑。
图5 UPS不间断电源铭牌(略)
备用电力:配置两台XXkVA户外型柴油发电机组,采用多路并机系统,自动监测控制,市电失电时快速自启。
图6 柴油发电机铭牌(略)
A数据中心机房冷源采用风冷直膨式精密空调,N+1冗余备份。通风系统采用下送风上回风,冷热通道分离形式。日常运行时空调送风温度为XX℃,回风温度为XX℃;机柜最高进风温度为XX℃。
图7 精密空调铭牌(略)
A数据中心采用标准的XX型号机柜,单机柜设计功率XXkW,平均运行功率XXkW。
图8 机房布局图(略)
A数据中心采用动环监控系统,可实时监测机房内的温度情况以及UPS、精密空调等运行情况。人员7×24小时值班,可有效保证机房的稳定运行。
A数据中心XX年度总用电XX万kWh,IT设备用电XX万kWh,年度PUE为XX,具体组成如下表。由此可见,照明系统及其他部分耗电量基本正常,通风与空气调节系统和供配电系统均具有较大的节能潜力。但需进一步厘清影响能耗的具体原因。
表1 用电比例分析(示例)
分系统 | 用电量(万 kWh) | 用电量占比(%) | PUE 影响情况 |
IT 设备 | XX | XX | 1 |
通风与空气调节系统 | XX | XX | 0.XX |
供配电系统(UPS 等) | XX | XX | 0.XX |
照明系统及其他 | XX | XX | 0.XX |
合计 | XX | 100 | XX |
图 9 PUE 组成及各用电系统占比示意图(略)
(仅供参考,不限于以下方面)
现场走访发现,精密空调在XX年投用,机组运行已超过XX年,属于超期服役,机组老化情况较严重。
图10 屋顶空调室外机(略)
气流组织方面,机房虽然进行了冷热通道隔离,但未对冷通道或热通道进行封闭,机柜内存在部分空留位置未安装盲板的现象,且机柜内部IT设备布置较混乱,没有对设备的进、回风口同向部署。
综合上面情况,拟对空调机组进行COP抽样测试。并对冷通道内温度分布情况进行测试,判断气流组织情况,以判断影响通风与空气调节系统能耗的主要原因。
现场走访发现,无功补偿装置、有源滤波装置运行正常。对UPS面板运行数据的读取,其效率在XX%左右,造成不必要的能源消耗,需进一步了解效率偏低的原因。
机组采用的是传统的机型,压缩机为传统的涡轮压缩机,无法利用室外自然冷源,也未采用主流的送风温度控制。对机组进行了COP抽样测试。报告显示,机组COP在XX左右。
在同一个冷通道的四个不同位置进行了检测,温度差异较大,四个采样点温度分别为XX℃、XX℃、XX℃、XX℃。在IT设备朝冷通道直接排热风的位置,温度明显上升。气流组织混乱程度较高。
图11 测试记录(略)
现场走访发现数据中心上架率偏低,由此引起UPS负载率过低,进一步影响了UPS以及供配电系统的效率。
图12 UPS测试结果(略)
测试过程中同时发现空调过滤网脏污情况严重。现场沟通了解到,客户日常维护时直接用水清洗过滤网,使得过滤网的通风效率低,增加了压缩机和风机的功耗。
图13 过滤网现状图(略)
现市场上主流冷源机组机型的AEER值已在XX以上。A数据中心所用空调机组能效远低于此,且机房内气流组织混乱,是PUE偏高的主要原因。UPS负载率偏低,是供配电系统能耗偏高的主要原因。具体影响分析如下:(略)
为达到2025年末PUE 1.3以下水平,我司将从以下几方面着手:
(一)精密空调
更换冷源机组。建议采用AEER在4.0以上的、具备变频控制功能的冷源机组替代现有机组,原有机组可以改为备用机组,有效降低压缩机能耗。
加装氟泵改造。结合当地气候条件,建议进行加装氟泵的节能改造。在夏季,使用压缩机制冷。当室外环境温度较低,达到系统控制的设定点时,压缩机停止工作,氟泵启动。这种设计不必全年开启压缩机制冷,由于氟泵功率远小于制冷压缩机功率。当地全年有接近XX天左右的时间室外气温在20度以下,通过氟泵利用自然冷,年综合节能率约 30%。
(二)气流组织
对冷通道进行封闭。冷通道采用可调风量的出风地板,对机房的地板出风口进行风量平衡调节,使每个风口出风量均满足负载需求。
对机柜进行规范,所有未安装IT设备的空留位置均安装盲板,物理上消除冷热通道短路的现象。
对IT设备布置进行规范,所有IT设备的出风口对着热通道,进风口对着冷通道,提高IT设备的换热效率。
(三)配电系统
建议把数据中心的两路进线设置成主备两路电源模式,正常工作时主电源带设备全部负载,主电源失电或者主电源模块故障时备电源带全部负载。
合理安排机柜负载,使A\B\C三相的负载分布尽量均匀,可以提高UPS的输出效率,同时最大程度避免UPS过载过热。UPS的负载率显著上升后,其效率可提升到XX%左右。
(四)其他
尽快采用洁净的过滤网更换现有精密空调过滤网,可在一定程度上降低压缩机和风机能耗。
在配合冷通道封闭的情况下,精密空调采用送风温度控制,适当提升空调的送风温度,可有效降低空调机组能耗。目前的动环系统对于电参数的监测做到UPS输出端,列头柜及机架的运行参数只能依靠现场巡视手工记录,且未对用能系统进行分项计量。建议升级动环监测系统,使测点延伸到列头柜直至单机架,同时对变配电系统、空调系统、照明等用能设施安装用能分项计量系统,并完善使用过程中能耗数据的收集、存储、分析等管理工作水平,使对能耗的监测更精准,控制更有效。
目前数据中心机房已全部采用LED照明,但动环监控室、配电室以及办公室等场所的照明方式仍然是T5日光灯。建议将剩余的T5日光灯全部改为T5 LED灯管。
——业务范围——
■? CCER国家核证资源减排量方法学研究 ■ CCER碳资产开发 ■ 碳普惠方法学研究 ■ PHCER ■ GZCER
■? 温室气体排放报告 ■ 碳排放核查报告 ■ 产品碳足迹评价报告 ■ 碳排放第三方核查 ■ 碳双控 ■ 能耗双控
■? 碳核查碳核算碳交易技术服务 ■ 电热冷综合能源生产改造技术研究 ■ 合同能源管理、能源管控托管服务
■ 绿色建筑预评价、绿色建筑标识认证 ■ 海绵城市规划设计、施工、验收 ■ 绿色IDC数据中心设计、节能改造
■ 建筑信息模型BIM设计优化 ■ 计算流体力学CFD数字化仿真模拟 ■ 太阳能光伏建筑一体化应用
■ 建筑节能技术研究与应用 ■ 碳达峰碳中和技术路线研究 ■ 绿电储能科技研发与技术推广应用
■ 数据中心IDC能效(PUE)测评 ■ 高温相变蓄冷技术研究与应用
■ 固定资产投资项目节能评估、节能审查、节能验收、区域节能评估报告编制
■ 建筑能效测评、节能诊断测评、用能系统运行能效测评、用能设备能效测评
——业务咨询电话:020-39186910/13925095166——