浅谈数据机房空调系统节能优化

浅谈数据机房空调系统节能优化

周志辉 

中国移动通信集团设计院有限公司 内蒙古自治区呼和浩特市  010000

摘要：随着信息技术的快速发展和大数据时代的到来，数据机房的重要性日益凸显。然而，数据机房的运行和维护需要大量的能源消耗，尤其是空调系统的能耗占比较高。因此，对数据机房空调系统进行节能优化显得尤为重要。本文旨在浅谈数据机房空调系统节能优化的方法和措施。基于此，本篇文章对浅谈数据机房空调系统节能优化进行研究，以供参考。

关键词：数据中心；空调系统；优化措施

引言

数据机房空调系统节能优化是通过改进空调系统的设计、运行和管理，以降低能源消耗并提高能效。在这个目标下，我们将探讨一些关键的方面，包括优化空调系统的设计与布局、改进空调系统的控制策略、提高设备的效能和可靠性、加强监测与管理等。通过对这些方面的措施的综合应用，可以有效地降低数据机房空调系统的能耗，实现节能减排的目标，同时保证数据机房的稳定运行。

1数据机房空调系统的特点

数据机房空调系统是为了保证数据机房内温度、湿度和空气质量的稳定而设计的专用空调系统。与一般商业建筑的空调系统相比，数据机房空调系统具有以下几个特点：

1.1高热负荷

数据机房内部设备密集，包括服务器、网络设备等，这些设备长时间运行会产生大量的热量。因此，数据机房空调系统需要具备处理高热负荷的能力，确保机房内的温度不超过设定的范围。

1.2精确控制

数据机房对温度、湿度和空气质量的要求非常高，需要精确控制这些参数。温度过高或过低都会对设备的运行和数据的安全性产生影响。因此，数据机房空调系统需要具备精确的温度和湿度控制能力，以满足机房内的要求。

1.3小时连续运行

数据机房是一个持续运行的环境，通常要求24小时不间断地工作。因此，数据机房空调系统需要具备可靠的运行性能和故障自动排除功能，以确保机房内的稳定温度和湿度。

1.4高能效要求

数据机房空调系统的能耗占据整个机房的很大比例，因此，能效是一个非常重要的考虑因素。高效的数据机房空调系统可以降低能耗，减少运行成本，并对环境产生较小的负面影响。

1.5空气过滤和净化

数据机房内的设备对空气质量要求较高，需要保证机房内的空气清洁和无尘。因此，数据机房空调系统通常配备高效的空气过滤器和空气净化设备，以确保机房内的空气质量符合要求。

1.6可扩展性

随着数据中心的不断发展和扩大，数据机房空调系统也需要具备一定的可扩展性。它应该能够根据机房的需求进行扩容和调整，以适应不断变化的热负荷和空调需求。

1.7监测与管理

为了保证数据机房空调系统的稳定运行，需要进行实时的监测和管理。通过监测温度、湿度、能耗等参数，及时发现问题并采取措施解决，以确保机房的正常运行。

2数据机房空调系统存在的问题分析

2.1 空调的选择不合理

目前,建筑空调的主要问题之一是空调的选择不合理。在选择空调时,机房的冷负荷是最重要的参数,机房的伺服冷负荷是机房冷负荷的主要部分,97%以上的电能转化为机房的热输出。每台设备在排放时都有一个额定功率,代表设备的最大功率,在计算设备的热输出时,设计人员通常将设备的额定值直接乘以设备在房间内的热输出(90%~97%)。但在实际应用中,正常运行能耗仅为额定功率的40%～60%,有时甚至更低,因此在选择空调时会出现过多的制冷量。在空调中,为了达到一定的环境温度,冷却需要大量的电力来加热,从而导致不必要的能量消耗。

2.2 柜台的合理布置

一些早期的建筑空间数据,室内空气流量组织较少考虑,如果橱柜布置在同一方向,如果使用顶部空气流量,空调通风口通常在柜体前部开启,在这种布置中,冷空气从柜体前部流入柜体,吸收热量并从柜体后部流出,与冷空气混合,增加了柜体后部的温度,从而大大降低了空调的冷却效率。同时,即使通过冷热通道进行数据处理,有时为了便于管理和维护,高负载密度、高性能的相同信息处理功能也被放置在相同的冷热通道中,导致冷却不足和高报警温度。此外,空调系统的设置不合理,空调系统的冷却通道太长,空调的形状选择不当。空调的高能耗是当今计算机数据空间的原因。

2.3 空气流动的组织

空调数据空间的一部分没有放置在机房内,而是单独放置,这种布局,通常的做法是采用风表面、地下空气、地下空气作空气,两种方式都会出现供风、空气短路的问题,由于传输、空气孔位置和气流路径的长度,这种结构不易使冷空气源与电子设备有效接触(只能通过对流空气中的热量),如果进气和回气不能有效组织,系统可以与冷热空气混合,并且不能有效地用于许多机房的设计,静压容器是然而,从实际情况来看,由于上层地板的高度一般(320~450mm),远低于相应的600mm标准,有的上层地板高度接近260mm,而地板电线电缆很多,这种情况会导致地板开口分布不稳定,造成一些地区的温度偏低,有些地区的温度偏高。

3数据机房空调系统节能技术

数据机房空调系统是数据中心中最耗能的设备之一，因此，采用节能技术来优化数据机房空调系统非常重要。本文将介绍几种常用的数据机房空调系统节能技术。

3.1变频调速技术

变频调速技术是一种根据实际负荷需求调整空调设备运行频率的技术。通过使用变频驱动器控制空调设备的压缩机和风机，可以根据机房负荷的变化自动调整制冷量和风量，以达到节能的目的。变频调速技术可以避免空调设备长时间处于满负荷运行状态，减少能耗。

3.2自适应控制技术

自适应控制技术是一种根据机房内外环境条件和负荷变化自动调整空调系统运行参数的技术。通过实时监测温度、湿度和负荷等参数，并根据预设的控制算法进行调整，可以使空调系统在不同工况下运行最佳状态，从而降低能耗。

3.3空调系统与IT设备的协同控制

数据机房的IT设备和空调系统之间存在密切的关联，通过实现IT设备和空调系统的协同控制，可以进一步提高能效。例如，通过与服务器管理软件或智能机柜进行联动，根据IT设备的工作负荷自动调整空调系统的运行模式和温度设置，以减少能耗。

3.4空调系统的冷热分离

数据机房中常用的冷热分离技术是通过隔离冷通道和热通道来减少冷风和热风的混合，提高空调系统的能效。冷通道和热通道之间使用隔离墙和门进行分离，确保冷空气直接供应给IT设备，并将热空气排出机房，避免冷热交换和热能浪费。

3.5自由冷却技术

自由冷却技术利用外部低温环境来代替机械制冷，以降低能耗。通过安装换热器和风机，将室外空气引入机房进行散热，当室外温度低于机房温度时，可以关闭空调设备，直接利用自然冷却来降低机房温度，减少能耗。

3.6空调系统的节能改造

对已有的空调系统进行节能改造也是一种有效的节能措施。例如，可以安装高效的换热器、风机和压缩机，使用新型制冷剂，提高空调设备的能效。此外，还可以改进空调系统的管道和风道布局，减少阻力和能耗。

3.7定期维护和清洁

定期维护和清洁空调设备对于保持其高效运行和节能至关重要。定期检查和清理空调设备的过滤器、冷凝器和换热器，去除积尘和杂质，保持其良好的工作状态，以减少能耗和故障的发生。

结束语

综上所述，数据机房空调系统节能技术包括变频调速技术、自适应控制技术、空调系统与IT设备的协同控制、冷热分离技术、自由冷却技术、节能改造和定期维护等。通过采用这些技术，可以有效地降低数据机房空调系统的能耗，提高能效，实现节能减排的目标。

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