浅析数据中心新风系统怎么实现节能降耗

作者:兰洋科技    浏览量:3955    时间:2023年07月06日    标签: 机房空调 机房新风系统 节能减排

随着数据中心机房的集成化程度越来越高,功耗量越来越大,空调制冷系统的功耗也随之增大。据调查,整个数据中心的功耗量,有40%是被空调系统所消耗。同时全球的碳排放量增大,环境污染严重,全球气温变暖的形势加剧。目前国内机房的制冷系统还在以空调制冷为主,其机房的PUE(功率利用率)远高于国际水平。我们要从空调系统节能方面入手,降低PUE,使之达到节能减排的目的。

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一、机房空调节能的措施

目前机房节能主要有两个方面的手段:充分利用自然冷源(免费制冷)和组织优化气流。

(一)、充分利用自然冷源

自然冷源的利用有两种方式:

1、直接利用自然冷源法。当室内温度高于室外时,直接引入室外低温空气与机房内的热空气进行热交换,为机房降温。本法易于实现、成本最低,但带来一部分的空气净化与加、除湿的成本。

2、间接利用自然冷源法。通过某种隔热换热的媒介将自然冷源引入机房,室外冷空气不直接进入机房,而是作为冷却源将室内设备产生的热冷交换带走。被冷却后的室内空气再次被送回机房。

(二)、组织优化气流。

组织优化气流,主要方法是通过合理规划机房设备分布和建筑结构优化,形成良好的空调送风效果。

1、交替冷热风道布局方式。冷热风道的交替布局,将设备的前面设置为冷风道,后面设置为热风道。冷风道送风进入机房,机柜后部设置热风道用来回流热风。同时在冷风道顶部设置冷风阻隔,防止冷风回流到热风道,影响制冷效果。

2、添加设备盲板。当机柜内服务器部署不全时,冷风进入机柜后,会直接上升到机柜的顶部,造成制冷浪费。在为安装设备的位置填充设备假板,促使冷风顺畅的通过机柜,确保空调制冷效率。

二、直接利用自然冷却新风系统的设计要求

通过对直接利用自然冷却法的分析,所设计的新风系统需要满足以下几方面的要求:

(一)进风降温系统:直接将室外空气的天然冷风进入机房,并且持续时间较长,需远离空气污染源,有清洁的室外空气。在室内外温差较大时,会使室内产生水气冷凝结露。需要引入新风与回风混合,避免产生较大的温差,同时满足室内降温的要求。当室内温度较高时,需要室内制冷机组正常工作。

(二)过滤系统:在进风口处添加防水百叶窗,并且便于更换第一级粗效过滤器。较大的颗粒物过滤后的空气要经过第二级中效过滤器,过滤掉化学有害气体,再送往第三级过滤器。保证送入室内的新风在清洁度方面满足对应等级机房的要求。

(三)合理的气流组织:机房内部的气流应与机柜之间合理流动,充分利用好进去室内的冷源,与室内热量交换充足。同时,在新风冷却系统中,回风需排到室外的同时还需要有一定比例的回风与室外新风混合。因此,回风系统、排风系统需要有良好的调度,防止回风倒流回机房。

(四)精度控制系统:直接利用自然冷却需要对入回风量、温湿度、室内气压等数据进行精确测控。可以根据测量的数值,对入、回风阀门进行调整,控制送风温湿度。确保机房内的环境满足设计要求。

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三、公司机房采用新风系统的分析

(一)新风系统的节能能力

数据中心机房必须保证恒定温度、恒定湿度的运行环境。机房内有源设备密集,发热量较大,全年靠机房专用空调系统制冷降温,机房的PUE值在1.88。整个辽宁地区处于中国东北部,中纬度地带,全年平均气温在8- 9℃,具有丰富的自然免费冷源,通过新风系统将充沛的自然冷源通过适当的方式引入数据中心机房,实现为机房降温的效果。所以利用室外免费的自然冷源与原有的空调系统相结合,具有非常大的节能能力和减少购电费用。

(二)原空调系统与新风系统的功耗对比

原机房采用的空调系统为3 台机房专用空调、1台121W空调和1 台120 空调组成的。年总能耗在172800千瓦时。安装新风系统后的主要节能时间段为冬季和春秋两季,综合全年的平均节能量占全年能耗的37%。

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从对比表中可以看出,采用新风系统与原空调系统相结合的方式,平均每月为数据中心机房节能5310千瓦时,按照每千瓦时0.64元计算,年节约成本约4万元,19个月收回成本。因新风系统需要根据不同的过滤级别定期的更换过滤滤芯,全套设备全年的维护成本预计在4000 元左右。虽然新风系统需要消耗一部分的维护费用,但对原有的空调系统的使用量大大降低,在空调的维护成本降低的同时,还延迟了空调的使用年限。

(三)新风与空调相结合的系统潜力分析

辽宁省是处在亚热带中纬度地区,有很好的自然冷源。对辽宁省主要

城市的气候情况统计如下:沈阳全年≤ 15℃时长,占全年61.1%;鞍山全

年≤ 15℃时长,占全年59.8%;丹东全年≤ 15℃时长,占全年57.3%;大连

全年≤ 15℃时长,占全年56.8%。

从辽宁省的室外气温统计表可以看出,我国北方地区的冬季与春秋季时间较长,小于15℃的小时数所在比例都在50%~60%之间,免费的自然冷源非常丰富,新风与空调相结合的系统值得推广。

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四、结束语

通信设施发展的如此迅速的时代,数据中心机房的节能减排具有非常的意义。通过新技术的推广,充分利用大自然给与我们的免费冷源,在各种数据中心机房得到应用。同时,新风系统与原有的空调系统互为备份。当空调系统故障的时候,利用新风系统给机房室内降温,避免因高温导致的设备故障,影响正常通信。

本文标题:浅析数据中心新风系统怎么实现节能降耗

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