数据中心机房可视化能源管理系统方案

数据中心机房节能领域主要包括：建筑节能、 动力与照明节能、空调与机房热管理节能、 能耗监控与智能管理、新技术节能。
新技术节能
在建筑节能部分，应首先保证机房密封状态，
热管理节能
智能管理节能
其次应规划好需要制冷的空间，从细节着手，
为数据中心机房的节能减排打下基础。
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机房热管理，减少制冷能耗
冷风冷，上下送风），或对空调主要部件（压缩机、
蒸发器、冷凝器等）采用智能化控制或规范化维护； 二、根据气候环境，采用新风、热交换等自然冷 源；

三、机房温度的合理设定。机房及设备的合理布
局（冷热通道、送风方式、隔断、有源无源设备分 开摆放等），机柜的合理设计，使气流组织通畅； 四、采用保温性能好的节能材料对机房进行隔热 保温改造。
用电统计只统 计运行中的空 调
-1F 其他 -1F -1F -1F 小计 总计 IMR
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照明 插座 新风 其他
照明 插座 新风 其他
1项 1项 1项 1项
山东某某某数据中心整体规划级PUE优化
设计标准：Tier3 机房面积：483平方米
机柜数量：146个（包含服务器机柜） 服务器数量：122台 精密空调数：17台（其中6备用）
分 水 器 变频泵
末端空调1 冷 水 机 组 系 统 旁通调节1
末端空调2
末端空调 N
旁 通 调 节 阀 N
调节阀1 集 水 器
调节阀2
调节阀 N
利用精确按需送风细化机柜的气流组织，提高机房制冷效率；
采用负荷随动跟踪方式，保证冷量供求平衡，克服空调系统的设备冗余
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3
细化数据中心机房
运营接入机房
配电间 UPS电池间 UPS配电间 钢瓶间 走廊
放置运营商使用机柜
放置配电柜 放置UPS设备，蓄电池设备 放置UPS设备，配电柜 放置气体灭火钢瓶 用于人员及设备进出入
20
78
支持区
P-05 F-06 其他 C-07
36 73
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山东某某某机柜系统及空调系统设计
机柜系统——分布式布线
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PUE ——数据中心能耗评估指标
PUE（Power Usage Effectiveness）是一个衡量数据中心全年耗能情况的指标。 PUE = 数据中心每年总能耗
每年IT设备能耗
=
机械设备能耗+电气设备能耗 每年IT设备能耗
注： 机械设备能耗：
制冷系统（冷水机组，水泵，冷却塔，CRAC空调压缩机） IMR
源设备，减少能源输送中的损失；
三、提升供电系统的核心指标（效率、功率因素、谐 波等），减少对电网周边设备及环境的污染； 四、扩大太阳能、风能等绿色资源在通信领域的应用。 采用节能型照明灯具，对其控制系统做到精细化、智能 化。
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空调综合节能方案
在空调系统节能综合方案主要采用如下节能措施。 一、提高空调的制冷效率，选购适合的空调（水
（EnPI) • 根据系统的分析数据进行 需求侧管理 • 利用能源管理系统发现浪 费 •利用能源管理系统进行绩效 考核
据不了解
• 缺乏有效的能 源管理机制
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能源管理的典型实施流程
能源消耗和成本透明化
+
单元的成本细分
+
过程优化

运营优化
阶段 1
设置测量点 概述能源流
识别潜在节能点 自动报表生成
数据中心机房中的制冷能耗由空调本身工作效率、 机房内部气流组织、设备分布情况、是否存在局部 热点、是否合理利用外部冷源等各方面因素综合影 响。
提高空调本身的制冷效率 减小需要制冷的空间
利用外部冷源
储冷节能
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典型冷水站
空调冷热水系统控制原理图
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数据中心节能策略
的气流组织
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机房气流组织
根据数据中心研究机构正常运行时
间学会（UPTIMEINSTITUTE）研
究发现，由于“气流损失”，也就 是“旁路气流”导致数据中心冷却 的冷空气有60%都被浪费了。结果 是低效的气流管理导致我们在能源 方面花了许多冤枉钱。
利用冷热通道设计，优化机房冷却效果。
能源经济效益
能源动态分析
节能分析
环境影响评价
Tree
能源定额
汇总/对比
规划与预测
报告生成
Factory
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能耗监控与智能管理
在机房中布智能能耗管理设备，监控、记
录和分析能耗情况的变化，一方面可以衡量 所使用节能手段的效果，另一方面也可考察 电信设备和机房基础设施的能耗情况。 综合控制中心：综合控制中心可全天候 集中监控IT设备、机房环境和建筑设施，实 现系统虚拟化和快速故障响应。
总数量 122 2 2 20 146 11 6 17
单台功率（KW） 3 3 3 3
总功率(KW) 366 6 6 60 438 345 120 345 13 13 7.5 9 42.5 825.5
备注
机柜
-1F -1F
-1F
精密空调机组 后备精密空调机 组 小计
空调
-1F
精密空调区 域 精密空调区 域
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电气设备能耗：
IT设备—PUE计算公式中的坟墓 UPS损耗 发电机能耗
风能能耗（CRAC/CRAH 送风风机） 通风系统（风机盘管，空调箱） 加湿系统，加热系统（空调箱，精密空调）

灯光能耗
2
数据中心机房
的节能途径
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五大方面实现数据中心节能
建筑节能
动力与照明节能
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1
数据中心机房的能量分析 数据中心机房的节能途径
2
3
细化数据中心机房的气流组织 数据中心机房的空调系统优化 数据中心机房的能源管理系统
4
5
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1
数据中心机房
能量分析
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数据中心机房的能耗构成
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数据中心机房的能耗构成
数据中心机房的能耗主要分为四块，其构成比例每 个机房各不相同。大致上： 服务器及通信设备用电 制冷用电 供电系统能耗 30% 45% 24%

照明和办公用电
1%
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能耗标准– PUE
PUE – Power Usage Effectiveness
Total Facility Power
IT Equipment power
PUE =
1.5
2.0
2,5
3.0
3.5
Proper designed Data Center
Typical Data Center
数据中心机房机柜数量146台，含网络机 柜和服务器机柜。
空调系统——冷热通道
精密空调采用11+6工作方式，6台备用， 保证机房恒温
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山东某某某数据中心用电量分析
类别
楼层 -1F -1F
名称 服务器机柜 网络机柜 进线机柜+运营 强电精密列头机 柜 小计
中心机房 122 2 2 20 146
空调水系统原理图及控制策略
分 水 器 变频泵
末端空调1 冷 水 机 组 系 统 旁通调节1
末端空调2
末端空调 N
旁 通 调 节 阀 N
调节阀1 集 水 器
调节阀2
调节阀 N
提高空调末端设备的温度控制精度和系统响应速度。 保证冷量供求平衡，克服空调系统的设备冗余 利用超前预测控制技术，克服冷能量输送过程的时间惯性
文档
能源生产
1 234
阶段 2 阶段 3 阶段 4
将能源成本分配到 各成本中心 自动负荷管理 识别配电储量 优化能源采购 优化能源消耗 各生产单元的 能源成本 与过程控制系统 交换数据
连续实施过程
各生产单元的
能源使用
能源加工转换 能源管理 – 能源消费 实施示例
能源效率
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生产相关的KPI（关键绩效指标）计算 为企业寻求潜在节能机会
基于能源的关键绩效指标及可视化界面
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电源综合节能方案
在设计高效率的电源设备及供电系统解决方案中主要采 用如下节能措施。 一、选用高效的电源设备，及对电源设备实行智能化 节能管理； 二、优化设计供电系统，减少中间环节，合理布置电
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数据中心建设案例
山东某某某 数据中心建设
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山东某某某数据中心布局分区
数据中心主要由机房区、辅助区、支持区组成。
房间编号
功能分区
备
注
面积
I-01 机房区 I-08
中心机房一
放置网络机柜、服务器机柜
335
中心机房二
放置网络机柜、服务器机柜
78
辅助区
I-02
P-03 P-04
IБайду номын сангаасR
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制冷能源站的节能途径

使空调系统的效率（COP值）始终保持最大值。 采用负荷随动跟踪节能控制技术 超前预测控制 低负荷（单台制冷机组工作时）： 冷冻水出水温度重新设定↑


冷冻水一次泵变流量↓
冷却水泵变流量↓ 冷却塔风机调节↓
空调冷热水系统控制原理图
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超前预测控制
动态图形
趋势数据
利用超前预测控制技术，克服冷能量输送过程的时间惯性 ——控制系统可根据环境因素每天开 机前，自动选择最合适的模式类型进行不断地迭代学习，让系统自动寻找最佳的冷冻水温度设 定点，克服时间滞后的影响，使整个系统的控制逐步逼近最佳控制。
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冷水机组台数控制----部分负荷的运行时间频率
某建筑物的空调负荷实测数据 负荷率% 负荷时间频数 运行时间/H 负荷时间频数% 10 0.207 596 20.7 20 0.225 649 22.5 30 0.196 565 19.6 40 0.158 454 15.8 50 0.096 277 9.6 60 0.061 176 6.1 70 0.038 108 3.8 80 0.015 43 1.5 90 0.003 10 0.3 100 0.001 2 0.1
总体用电量：825.5KW IT总用电量：438KW
PUE=1.88
能源管理系统设备 机柜
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THANKS!
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1 2 3
建立目标
4
采取行动
● 采取节能降耗行动 ● 找出能源的不合理消耗，发现节能机会 ● 进行能源降耗设备/工艺改造 ● 管理流程变化
● 建立节能降耗目标 ● 能源消耗对比； ● 能源降耗实绩(KPI)完成情 况
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能源管理的价值
能源管理系统—建立
有数据但缺乏 数据管理和分 析--基本能源 无数据--粗 管理
•有安排员工进行 人工抄表，并对 抄表数据进行汇 总、制表 •有简单的抄表和 电力监测系统 •缺乏对海量数据 进行统计、整理 和分析
高效的能源管理体系
•对能耗数据进行分析和整理 •对能源用量、能耗成本进行 分摊
放式的能源
管理
• 只有总的能耗 数据（月账单、 年账单） •对设施的能耗数
• 生成各种关键能耗指标
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数据中心机房
的能源管理系统
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能源管理系统原理
● 检验节能措施的实际效果 ● 节能量计算 ● 节能量验证
测量和验证
了解能源使用现状 实时掌握能耗情况，建立能源消耗看板
了解现状
监视关键设备运行状况，确保能源供应安全可靠 计算分析工艺流程的能耗水平和能源使用效率 实现能耗成本分摊，提供能源消费账单
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数据中心机房
空调系统优化
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变风量空调系统控制网络示意图
每个变风量的VAV箱根据机柜内的发热量 确定送风量； 变风量空调机组则根据所有VAV箱项所需 的总风量通过变频器调节空调机组的风机转 速以控制冷量的供求平衡。 冷水调节阀则根据所需送风温度调节阀门 开度控制冷冻水流量。