IDC的能源管理解决方案

Page1Thisishow:SiemensBuildingTechnologiesIDC机房的能源管理Page2Thisishow:SiemensIDC机房的能量分析12细化IDC机房的气流组织3西门子，让城市更美好！IDC机房的空调系统优化4IDC机房的节能途径IDC机房的能源管理5Page3Thisishow:SiemensIDC机房能量分析1Page4Thisishow:SiemensIDC机房的能耗构成Page5Thisishow:SiemensIDC机房的能耗构成IDC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%45%24%1%30%空调系统UPS供配电系统照明系统IT设备Page6Thisishow:SiemensEfficiencymeasurement–PUEPUE=ITEquipmentpowerTotalFacilityPower1.53.52,52.03.0TypicalDataCenterProperdesignedDataCenterPUE–PowerUsageEffectivenessPage7Thisishow:SiemensIDC机房的节能途径2Page8Thisishow:Siemens五大方面实现IDC节能IDC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IDC机房的节能减排打下基础。Page9Thisishow:Siemens做好机房热管理，减少制冷能耗IDC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Page10Thisishow:Siemens冷水站空调冷热水系统控制原理图Page11Thisishow:SiemensIDC节能策略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冷水机组系统分水器集水器旁通调节1变频泵末端空调1末端空调2末端空调N旁通调节阀N调节阀1调节阀2调节阀NPage12Thisishow:Siemens细化IDC机房的气流组织3Page13Thisishow:Siemens传统机房的气流组织在机柜过道里或机柜顶空，冷热空气混杂，每个点都可能是冷热空气中和区，导致机房整体环境温度偏高。Page14Thisishow:Siemens机房气流组织利用冷热通道设计，优化机房冷却效果。Page15Thisishow:Siemens善用资源，提高制冷效率提高空调制冷效率的一个有效办法是实现“按需制冷”:将制冷方式从房间级制冷转变为机柜级别制冷，实现精确地“按需制冷”。优化气流组织：对机柜内部的气流组织更细化，如加装阻风盲板和气流分配单元等动态智能冷却技术它在每台机柜前方的地板下都埋设了送风口，其风量大小可以根据需要随时调节IT设备能源负荷随动跟踪控制的空调系统超前预测控制克服空调水系统的输送惯性Page16Thisishow:Siemens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。Page17Thisishow:Siemens精确送风的基本原则把冷气输送到机柜里面去：因为是机柜内设备需要冷气。把冷气输送到机柜的正面去：因为冷气只能从服务器正面进入服务器机箱，发挥制冷作用。Page18Thisishow:Siemens精确按需送风的原理精确调节每个机柜的进气量：因为机柜内设备发热量不同，需要的冷量也不同。不让机柜内的冷气随意流失：因为只有进入服务器的冷气才真正发挥制冷作用，所以应把冷气聚束在服务器正面空间。空调机组风扇风扇Page19Thisishow:Siemens风道送风机房示意图安装风道前后温度变化对照表Page20Thisishow:Siemens上送风模式Page21Thisishow:SiemensIDC机房空调系统优化4Page22Thisishow:Siemens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。Page23Thisishow:Siemens单冷VAV末端装置原理图Page24Thisishow:Siemens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）：a)冷冻水出水温度重新设定↑b)冷冻水一次泵变流量↓c)冷却水泵变流量↓d)冷却塔风机调节↓空调冷热水系统控制原理图制冷能源站的节能途径Page25Thisishow:Siemens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%102030405060708090100负荷时间频数0.2070.2250.1960.1580.0960.0610.0380.0150.0030.001运行时间/H59664956545427717610843102负荷时间频数%20.722.519.615.89.66.13.81.50.30.1负荷时间频数%20.722.519.615.89.66.13.81.50.30.10.05.010.015.020.025.0102030405060708090100负荷百分比%负荷时间频数%负荷时间频数%Page26Thisishow:Siemens应保证冷水机组工作于较佳的COPPage28Thisishow:Siemens动态图形趋势数据超前预测控制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。Page29Thisishow:Siemens空调水系统原理图及控制策略冷水机组系统分水器集水器旁通调节1变频泵末端空调1末端空调2末端空调N旁通调节阀N调节阀1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Page30Thisishow:Siemens能源管理对BAS系统的技术要求节能控制策略对BAS的技术要求：空调水系统的系统能耗采样周期1分钟；DDC必须采用以太网控制器；并支持BACnet/IP协议。Page31Thisishow:SiemensIDC机房的能源管理5Page32Thisishow:Siemens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。电源综合节能方案Page33Thisishow:Siemens优化供电系统，降低电能消耗1.应注重UPS的选择、注重谐波的处理2.注重灯具发光效率的选择：Page34Thisishow:Siemens2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34+能源管理–实施示例连续实施过程+自动负荷管理识别配电储量与过程控制系统交换数据优化能源采购优化能源消耗阶段1阶段2阶段3阶段4能源生产能源加工转换能源消费能源效率能源经济效益能源动态分析节能分析环境影响评价能源定额汇总/对比规划与预测报告生成FactoryTree能源管理的实施流程Page35Thisishow:Siemens能耗监控与智能管理应化目前粗放式的能耗管理方式为精细化的能耗管理，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。Page36Thisishow:Siemens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Page37Thisishow:Siemens能源调度计划(1)基本负荷曲线总体预测缩放调整因子+/-n%+外部因素+/-nMW+排产计划单位时间产量+生产时间表生产／停产+Page38Thisishow:Siemens能源调度计划(2)基本负荷曲线基本负荷曲线和日期类型定义典型工作日的负荷曲线Page39Thisishow:Siemens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。