數(shù)據(jù)中心空調(diào)節(jié)能研究

數(shù)據(jù)中心空調(diào)節(jié)能研究綜述范成龍201630110048LOGO12021/3/11數(shù)據(jù)中心空調(diào)節(jié)能研究全文共20頁，當前為第1頁。LOGO能耗現(xiàn)狀01存在問題02節(jié)能方法03目錄22021/3/11數(shù)據(jù)中心空調(diào)節(jié)能研究全文共20頁，當前為第2頁。能耗現(xiàn)狀01LOGO數(shù)據(jù)中心是一整套復雜的設施。它不僅僅包括計算機系統(tǒng)和其它與之配套的設備（例如通信和存儲系統(tǒng)），還包含冗余的數(shù)據(jù)通信連接、環(huán)境控制設備、監(jiān)控設備以及各種安全裝置。32021/3/11數(shù)據(jù)中心空調(diào)節(jié)能研究全文共20頁，當前為第3頁。能耗現(xiàn)狀01LOGO2015年全球IDC需求熱度不減，整體市場規(guī)模達到384.6億美元，增速為17.3%，相比2014年增速有所提升。技術(shù)創(chuàng)新和云計算技術(shù)的應用極大的調(diào)動了市場的熱情，是保持IDC市場增速提升的主要原因。2009－2015年全球IDC市場規(guī)模(億美元)42021/3/11數(shù)據(jù)中心空調(diào)節(jié)能研究全文共20頁，當前為第4頁。能耗現(xiàn)狀01LOGO數(shù)據(jù)中心能耗主要來源于IT設備、照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)等?？照{(diào)系統(tǒng)所產(chǎn)生的功耗約占數(shù)據(jù)中心總功耗的40%左右。已成為數(shù)據(jù)中心最大的能耗來源之一，是當前數(shù)據(jù)中心提高能源效率的重點環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)中心能耗構(gòu)成IT設備45%空調(diào)系統(tǒng)40%電源系統(tǒng)10%照明系統(tǒng)5%52021/3/11數(shù)據(jù)中心空調(diào)節(jié)能研究全文共20頁，當前為第5頁。存在問題02LOGO數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)除了常年運行這一主要因素以外，空調(diào)系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)都存在著一些問題，主要有以下幾個方面。1、設備集成化程度高

數(shù)據(jù)中心機房的設備數(shù)量不斷增加，使得數(shù)據(jù)機房熱負荷大，濕負荷小，單位體積發(fā)熱量越來越大。2、冷源利用不合理

數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)的能耗占總能耗約37%，加之全天運行，制冷設備降溫排熱的情況決定了數(shù)據(jù)中心盡可能利用自然冷卻技術(shù)的必要性。62021/3/11數(shù)據(jù)中心空調(diào)節(jié)能研究全文共20頁，當前為第6頁。存在問題02LOGO3、系統(tǒng)存在局部過熱現(xiàn)象

數(shù)據(jù)中心IT設備數(shù)量的急劇增加及集成化程度的提高，高散熱量的數(shù)據(jù)中心局部發(fā)熱問題愈發(fā)嚴重，變化明顯的溫度梯度，使得系統(tǒng)冷卻問題越來越復雜。72021/3/11數(shù)據(jù)中心空調(diào)節(jié)能研究全文共20頁，當前為第7頁。節(jié)能方法03LOGO1、合理利用自然冷源

對于絕大多數(shù)地區(qū)來說，全年有相當多的時間室外氣溫低于數(shù)據(jù)中心室內(nèi)溫度。利用自然界的低溫冷源進行冷卻的方案被稱為自然冷卻。

空氣側(cè)自然冷卻水側(cè)自然冷卻82021/3/11數(shù)據(jù)中心空調(diào)節(jié)能研究全文共20頁，當前為第8頁。節(jié)能方法03LOGO空氣側(cè)自然冷卻空氣側(cè)自然冷卻可以分為直接式和間接式。直接式是指直接將室外冷空氣引入數(shù)據(jù)中心;直接式空氣側(cè)自然冷卻的使用取決于當?shù)貧夂驐l件。

直接自然冷卻92021/3/11數(shù)據(jù)中心空調(diào)節(jié)能研究全文共20頁，當前為第9頁。節(jié)能方法03LOGO間接式是指通過空氣-空氣換熱器利用室外冷空氣對數(shù)據(jù)中心進行冷卻。系統(tǒng)在原有的直膨式空調(diào)上增加一個可以旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)輪，利用轉(zhuǎn)輪內(nèi)填料的儲能功能，讓轉(zhuǎn)輪在兩個封閉的風道內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)，被室外空氣冷卻的填料冷卻室內(nèi)空氣?？諝鈧?cè)自然冷卻102021/3/11數(shù)據(jù)中心空調(diào)節(jié)能研究全文共20頁，當前為第10頁。節(jié)能方法03LOGO水側(cè)自然冷卻水側(cè)自然冷卻一般是在原有機房冷水機組的基礎上進行改造，增加水側(cè)自然冷卻器而成，具體有以下幾種實施方式:

1）直接水冷式。此類系統(tǒng)直接將室外冷水引入數(shù)據(jù)中心。2）空冷式?？绽涫剿畟?cè)自然冷卻是指采用空氣冷卻器冷卻循環(huán)水，輔助空調(diào)系統(tǒng)降溫。112021/3/11數(shù)據(jù)中心空調(diào)節(jié)能研究全文共20頁，當前為第11頁。節(jié)能方法03LOGO3）冷卻塔式。此類系統(tǒng)利用冷卻塔提供冷卻水。含有兩個水循環(huán):冷卻水(外側(cè))循環(huán)和冷凍水(內(nèi)側(cè))循環(huán)。傳統(tǒng)的水冷機房空調(diào)系統(tǒng)可以通過增加水側(cè)自然冷卻器旁通冷水機組構(gòu)建此類系統(tǒng)。

冷卻塔式水側(cè)自然冷卻

122021/3/11數(shù)據(jù)中心空調(diào)節(jié)能研究全文共20頁，當前為第12頁。節(jié)能方法03LOGO水側(cè)自然冷卻是大中型數(shù)據(jù)中心最為普遍的自然冷卻形式，并且方便在原有的普通冷水機組的基礎上改造。雖然其節(jié)能效果不如空氣側(cè)自然冷卻，但不會影響室內(nèi)環(huán)境，是數(shù)據(jù)中心節(jié)能的有效手段。

直接式自然冷卻的應用要以室內(nèi)污染物和濕度的合理控制為前提。在空氣潔凈的地區(qū)效果比較理想。

132021/3/11數(shù)據(jù)中心空調(diào)節(jié)能研究全文共20頁，當前為第13頁。節(jié)能方法03LOGO2、氣流組織的優(yōu)化目前氣流組織是數(shù)據(jù)中心冷卻的首要問題，如果規(guī)劃不好，就會導致機房過熱和空調(diào)的低效。引起的氣流組織不合理，導致局部熱點。

142021/3/11數(shù)據(jù)中心空調(diào)節(jié)能研究全文共20頁，當前為第14頁。節(jié)能方法03LOGO目前的送風方式有上送下回、側(cè)送側(cè)回、上送上回及下送上回等多種方式，但是下送風方式比上送風更有利于機房的氣流組織和提高送風效率。

152021/3/11數(shù)據(jù)中心空調(diào)節(jié)能研究全文共20頁，當前為第15頁。節(jié)能方法03LOGO目前冷熱通道分離成為一個熱門做法，被普遍應用，各機柜以面對面和背靠背成排方式進行布置，冷風道配置開口地板，熱風通道沒有開口地板，冷空氣從開口地板進入兩排柜子中間，形成冷通道，冷風經(jīng)過服務器，進入熱風通道，冷熱通道之間達到一定程度的隔離。但是在機柜的頂部和整列機柜的頭尾處，送風和回風的混合還是存在的。

162021/3/11數(shù)據(jù)中心空調(diào)節(jié)能研究全文共20頁，當前為第16頁。節(jié)能方法03LOGO冷通道封閉各機柜以面對面成排方式布置，在冷通道上機柜的頂部和整列機柜的兩端進行封閉，從而實現(xiàn)冷通道的封閉，通過約束機房空調(diào)送出的制冷風量，避免冷氣流在輸送過程發(fā)生泄漏和混風。

172021/3/11數(shù)據(jù)中心空調(diào)節(jié)能研究全文共20頁，當前為第17頁。節(jié)能方法03LOGO各機柜以面對面成排方式布置，在熱通道上機柜的頂部和整列機柜的兩端進行封閉，以管道或者天花板的形式把熱風引會到空調(diào)機組內(nèi)，這樣送風與回風之間也實現(xiàn)了隔