数据中心机房可视化能源管理系统方案

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每年IT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） ? 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）
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 ? 灯光能耗
数据中心节能策略
分
水
变频泵
器
冷 水
旁通调节1
机
组
系
统
集 水 器
末端空调1
末端空调2
调节阀1
调节阀2
?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；
旁
末端空调
通
N
调
节
阀
N
调节阀 N
?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 的气流组织
数据中心机房可视化能源管理系统
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1 数据中心机房的能量分析 2 数据中心机房的节能途径 3 细化数据中心机房的气流组织 4 数据中心机房的空调系统优化 5 数据中心机房的能源管理系统
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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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。
利源自文库冷热通道设计，优化机房冷却效果。
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冷水机组台数控制----部分负荷的运行时间频率
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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。
机房热管理，减少制冷能耗
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?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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空调冷热水系统控制原理图
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空调水系统原理图及控制策略
分
水
变频泵
器
冷 水
旁通调节1
机
组
系
统
集 水 器
末端空调1
末端空调2
调节阀1
调节阀2
? 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
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交换数据
运营优化
阶段 4 连续实施过程
? 优化能源采购 ? 优化能源消耗
能源生产
能源能加工源转管换理 – 能实源施消示费例
能源效率
能源经济效益 能源动态分析
?了解能源使用现状 ? 实时掌握能耗情况，建立能源消耗看板 ? 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
●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
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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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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
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?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。
?在建筑节能部分，应首先保证机房密封状态， 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。
旁
末端空调
通
N
调
节
阀
N
调节阀 N
5 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
了解现状
1
4
2
3
采取行动
建立目标
●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
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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 +
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 ? 文档
单元的成本细分 + 过程优化
?
阶段 2
阶段 3
? 将能源成本分配到 各成本中心
? 各生产单元的 能源成本
? 各生产单元的 能源使用
? 自动负荷管理 ? 识别配电储量 ? 与过程控制系统
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
30%
? 制冷用电
45%
? 供电系统能耗
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 PUE = IT Equipment power
1.5
2.0
Proper designed Data Center
2,5
3.0
3.5
Typical Data Center
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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
机械设备能耗+电气设备能耗
4 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。