數(shù)據(jù)機(jī)房節(jié)能解決方案

能效優(yōu)化技術(shù)方案能效優(yōu)化技術(shù)方案工程名稱：數(shù)據(jù)機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)能效優(yōu)化技術(shù)方案〔2011年12月〕工程名稱：數(shù)據(jù)機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)能效優(yōu)化技術(shù)方案〔2011年12月〕1數(shù)據(jù)中心機(jī)房環(huán)境特點(diǎn)機(jī)房中的環(huán)境設(shè)備在運(yùn)行中散熱量大而且集中，散濕量極小。即機(jī)房設(shè)備散熱量的95%是顯熱，熱量大，濕量小，濕度過低容易產(chǎn)生靜電，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生不利影響；計(jì)算機(jī)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備24小時(shí)不間斷運(yùn)行，需要空調(diào)系統(tǒng)一年四季不間斷運(yùn)行；機(jī)房要保持正壓，防止外界未處理空氣侵蝕。一、二類機(jī)房室內(nèi)環(huán)境參數(shù)：夏天，23±2℃，相對(duì)濕度50%；冬季，20±2℃，相對(duì)濕度50%。2數(shù)據(jù)中心機(jī)房降溫措施傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心機(jī)房降溫措施中，主要有：帶壓縮機(jī)的壓縮式空調(diào)，如機(jī)房專用空調(diào)、普通空調(diào)柜機(jī)，以壓縮機(jī)制冷和熱蒸發(fā)加濕的方式克服機(jī)房設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的高溫干熱，即使室外較低溫度季節(jié)，機(jī)房空調(diào)仍不間斷運(yùn)行；配置中央空調(diào)系統(tǒng)，如水冷柜機(jī)、風(fēng)冷柜機(jī)等。需配備水泵、冷卻塔等空調(diào)輔助設(shè)備，增加了設(shè)備占地面積。3數(shù)據(jù)中心機(jī)房節(jié)能措施3.1威琺能效管理控制系統(tǒng)1〕系統(tǒng)解決方案假設(shè)數(shù)據(jù)中心機(jī)房采用水冷或風(fēng)冷式中央空調(diào)，可在原有的中央空調(diào)根底上增設(shè)一套由廈門立思科技自主研發(fā)的威琺能效管理控制系統(tǒng)及其相應(yīng)配套設(shè)備，對(duì)中央空調(diào)統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)行、高效節(jié)能，高效管理：使冷凍、冷卻水流量跟隨系統(tǒng)負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)，提升系統(tǒng)COP；根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷和水溫，實(shí)現(xiàn)設(shè)備群控，自動(dòng)增減運(yùn)行設(shè)備，實(shí)現(xiàn)機(jī)房少人甚至無人值守，提升運(yùn)行效率；冷凍水泵根據(jù)末端空調(diào)負(fù)荷，實(shí)時(shí)監(jiān)測最不利環(huán)路，變流量調(diào)節(jié)，按需供給；根據(jù)運(yùn)行工況實(shí)時(shí)電量最優(yōu)解，根據(jù)濕球溫度，主機(jī)冷凝溫度實(shí)時(shí)調(diào)整，通過變流量調(diào)節(jié)，按需供給冷卻水；通過增設(shè)冷卻風(fēng)機(jī)變風(fēng)量智能控制箱，使冷卻塔風(fēng)機(jī)風(fēng)量跟隨室外氣象參數(shù)和主機(jī)負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備啟停；將制冷機(jī)房和現(xiàn)場空調(diào)箱工況有機(jī)結(jié)合起來，監(jiān)測現(xiàn)場最不利環(huán)路點(diǎn)工況〔壓差和水閥開度〕，進(jìn)而調(diào)節(jié)流量。2〕威琺系節(jié)能原理威琺能效管理控制系統(tǒng)的核心是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器及其控制軟件，該系統(tǒng)是根據(jù)對(duì)人腦的宏觀結(jié)構(gòu)功能模擬與對(duì)人腦的控制、決策行為的邏輯推理而設(shè)計(jì)的一種控制器。它采用多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)中央空調(diào)能耗進(jìn)行預(yù)測，并作為專家系統(tǒng)的一局部，求得幾組數(shù)據(jù)作為初始教導(dǎo)模式，經(jīng)現(xiàn)場實(shí)際訓(xùn)練后形成一套快速尋優(yōu)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制策略?？刂葡到y(tǒng)為三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式，識(shí)別對(duì)象為冷凍水進(jìn)出水溫、冷卻水進(jìn)出水溫、冷凍水系統(tǒng)壓差、末端空調(diào)工藝參數(shù)。它能在線實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)，自動(dòng)獲取知識(shí)，并能不斷地提高和完善其控制性能，是近年來開展起來的新型控制技術(shù)，尤其適合于中央空調(diào)這樣復(fù)雜的、非線性的和時(shí)變性的控制。3〕威琺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖4〕威琺系統(tǒng)控制功能系統(tǒng)監(jiān)控功能威琺能效管理控制系統(tǒng)主界面為暖通空調(diào)系統(tǒng)流程圖，設(shè)備及管道根據(jù)客戶實(shí)際情況布置，采用三維制作，主界面顯示暖通空調(diào)系統(tǒng)主要工藝參數(shù)，各項(xiàng)功能調(diào)用輕松、便捷。運(yùn)行策略選擇功能威琺能效管理控制系統(tǒng)提供了多種控制模式，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，可根據(jù)實(shí)際情況選擇其中的一種來對(duì)暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)進(jìn)行控制。包括：遠(yuǎn)程手控、遠(yuǎn)程自控、第三方控制模式、就地手動(dòng)調(diào)頻控制模式、就地旁路控制模式。系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置功能威琺能效管理控制系統(tǒng)設(shè)有控制參數(shù)顯示和設(shè)置界面，方便客戶根據(jù)實(shí)際需求修改或進(jìn)行調(diào)整。數(shù)據(jù)分析功能系統(tǒng)提供能耗曲線、主機(jī)效率曲線、電耗累計(jì)值、操作記錄和故障記錄等數(shù)據(jù)，以對(duì)整個(gè)暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行情況作全面分析和追溯。操作權(quán)限設(shè)置功能系統(tǒng)設(shè)有普通級(jí)、操作員級(jí)、管理員〔或工程師〕級(jí)，方便客戶進(jìn)行管理。故障報(bào)警功能設(shè)有暖通空調(diào)各參數(shù)和設(shè)備報(bào)警管理，報(bào)警方式為聲、光報(bào)警及軟件畫面顯示報(bào)警提示等。水泵備臺(tái)自啟功能當(dāng)冷凍水泵和冷卻水泵出現(xiàn)故障停機(jī)時(shí)，處于待命狀態(tài)的備臺(tái)水泵將自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行，防止出現(xiàn)冷凍水或冷卻水?dāng)嗔骰蛄髁咳狈ΑＦ桨脖Ｗo(hù)功能冷凍水系統(tǒng)設(shè)有低溫、低壓差、低流量保護(hù)；冷卻水設(shè)有高溫、低流量保護(hù)。確保主機(jī)運(yùn)行平安、穩(wěn)定，防止主機(jī)發(fā)生喘振、蒸發(fā)器凍管等故障。電源缺相保護(hù)、過電壓保護(hù)、過電流保護(hù)、欠電壓保護(hù)、輸出短路保護(hù)、接地故障保護(hù)。水泵工、變頻切換功能設(shè)置有一套互鎖的工變頻轉(zhuǎn)換裝置。當(dāng)需做能耗比擬測試或變頻器因嚴(yán)重故障短時(shí)間內(nèi)不能恢復(fù)或置換時(shí)，可方便快捷地切換為原工頻狀態(tài)運(yùn)行。系統(tǒng)冗余管理功能威琺能效管理系統(tǒng)具備擴(kuò)展功能，在軟件和硬件系統(tǒng)中均提供了擴(kuò)展接口，實(shí)現(xiàn)新設(shè)備并入能效管理系統(tǒng)。無費(fèi)制冷節(jié)能系統(tǒng)冬季、過渡季節(jié)能耗較高，天然冷源沒有利用——在中國大局部城市，冬季及過渡季節(jié)，室外溫度較低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家規(guī)定的機(jī)房設(shè)計(jì)溫度。冬季、過渡季節(jié)，目前仍然要開啟空調(diào)主機(jī)，室外天然冷源沒有利用，造成能源的較大浪費(fèi)。通過相應(yīng)的管網(wǎng)改造，可通過立思無費(fèi)制冷控制技術(shù)〔LIS-Free-Cooling〕和設(shè)備，將室外大氣中的冷量通過冷卻塔傳遞給冷凍水系統(tǒng)，停止制冷主機(jī)運(yùn)行，減少主機(jī)運(yùn)行時(shí)數(shù)，滿足機(jī)房溫度要求的前提下，大幅度節(jié)能系統(tǒng)能耗，如右圖所示：冷卻塔是利用局部冷卻水蒸發(fā)吸熱來降低冷卻水溫的。冷卻水理論上能降低到的極限溫度為當(dāng)時(shí)室外空氣的濕球溫度。隨著過渡季及冬季的到來，室外氣溫逐漸下降，相對(duì)濕度降低，室外濕球溫度也下降，從而冷卻塔出口水溫也隨之降低。而此時(shí)機(jī)房內(nèi)冷負(fù)荷也在不斷的下降，空調(diào)末端所需冷量減少，通過流經(jīng)冷卻塔的循環(huán)冷卻水間接向中央空調(diào)系統(tǒng)供冷，以到達(dá)節(jié)能的目的。對(duì)原有管路進(jìn)行改造，可根據(jù)末端的參數(shù)，利用無費(fèi)制冷能效管理控制系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)的冷凍水、冷卻水流量進(jìn)行變流量控制，在滿足末端溫度要求的情況下，最大限度地減少冷凍水、冷卻水管網(wǎng)的阻力及冷凍/卻水泵的轉(zhuǎn)速和功率，從而降低冷凍水泵、冷卻水泵的能耗。新風(fēng)智能控制系統(tǒng)對(duì)于小型數(shù)據(jù)中心機(jī)房，在過渡季節(jié)及冬季，由于室外焓值遠(yuǎn)低于機(jī)房內(nèi)焓值，充分利用室外空氣的自然調(diào)節(jié)能力，在室外氣溫較低的過渡季，可以采用全新風(fēng)工況運(yùn)行，利用機(jī)房室內(nèi)外溫差而形成熱交換，依靠大量的空氣流通，有效地將機(jī)房內(nèi)的熱量迅速向外散熱，不僅提高過渡季室內(nèi)的新鮮空氣量，改善了室內(nèi)空氣品質(zhì)，同時(shí)由于充分利用室外自然冷源，從而大幅度降低電能消耗和營運(yùn)本錢，延長空調(diào)使用壽命。在有滿足機(jī)房溫度要求的同時(shí)到達(dá)節(jié)能目的。新風(fēng)水簾降溫加濕對(duì)于三類機(jī)房，對(duì)機(jī)房溫度〔溫度要求為30℃，濕度不超90%〕、空氣潔凈度沒有非常嚴(yán)格要求，所以采用新風(fēng)水簾系統(tǒng)進(jìn)行降溫及過濾，完全能滿足三類機(jī)房的要求。原理：炎熱的夏天突降一場大雨，空氣立即變得清新涼爽，原因除了雨水溫度較低使空氣降溫外，更重要的是雨水的大量蒸發(fā)吸收了空氣中的熱量，從而使空氣降溫，這就是水蒸發(fā)降溫的原理，如下列圖所示：直接引入室外新風(fēng)經(jīng)濕簾降溫加濕后進(jìn)入機(jī)房內(nèi)，出風(fēng)經(jīng)排風(fēng)機(jī)或正壓自然排出，完成換氣后機(jī)房內(nèi)得以降溫。降溫效果：降溫效果斷定于室外濕球溫度，在南方夏季炎熱時(shí)，降溫會(huì)略超過30℃；空氣品質(zhì)：全新風(fēng)，如欲保持潔凈度，過濾器要經(jīng)常更換，而且風(fēng)機(jī)功率非常高。濕度：濕度太大，有時(shí)會(huì)達(dá)90%以上，可控出風(fēng)濕度上限的新風(fēng)水簾機(jī)那么可使?jié)穸鹊陀?0%。使