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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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数据中心机房的能耗构成
空调冷热水系统控制原理图
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
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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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能源管理系统—建立 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 • 生成各种关键能耗指标 （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
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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
建筑节能
动力与照明节能
新技术节能
热管理节能
智能管理节能
▪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。
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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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无数据--粗 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 据不了解 • 缺乏有效的能 源管理机制
有数据但缺乏 数据管理和分 析--基本能源 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
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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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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
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
机械设备能耗+电气设备能耗
= 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
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
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。
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。
▪了解能源使Байду номын сангаас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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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。
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