数据中心节能因地制宜选择机房空调.doc

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1、数据中心节能因地制宜选择机房空调责任编辑：王亚妮作者：IT168.com  2009-06-16  文本Tag：散热绿色节能　　【IT168资讯】当前，数据中心耗能严重，随之产生各种水冷空调系统，在选择机房空调系统时，要因地制宜，使之能够适应当地气候。　　数据中心耗能问题实际上是很严重的问题，例如：深圳某银行系统的信息中心机房(建筑面积4000平方米，在用面积2000平方米)，一年的电费达到了800万元人民币，约合0.4万元/平米/年(单位面积电费)，而另一年级为400平方米的国家级单位的高密度计算中心，一年的电

2、费竟高达1300万元人民币，约合3万元/平方米/年。据调查结果看来，对于一般中低密度的企业数据中心(EDC)，每年的单位面积电费大约在0.4—1万元人民币之间，对于一般的互联网数据中心(IDC)，单位面积电费则在0.8—1.5万元之间。单位面积电费可以粗略地根据服务器耗电得要验证。例如，一个长期满负荷运行的、功率为1kW的服务器，每年的耗电量为8760kWH，电费约为0.8万元。服务器在实际运行负荷下的功耗，约为满载的40%—60%;但同时为服务器提供环境的机房设备所消耗的电能，则可能是服务器能耗的2—3倍。如果

3、一个数据中心安装有100台这样的服务器，在考虑以上两个因素后，每年的服务器总电费将达到80万元。　　数据中心的电能主要被两类设备消耗了：IT设备和机房设备。IT设备主要包括服务器、存储设备和网络设备;机房设备包括UPS、配电设备、线缆、空调机、新风机、加湿器、照明设备、监控设备等。从目前国内外的调查数据看，绝大多数数据中心中，机房设备的耗电要比IT设备的耗电高。　　这个典型的数据中心中，空调系统消耗了45%的电能，UPS供配电系统消耗了24%的电能，照明系统消耗了1%的电能，IT得到的电能仅占30%。据广州省电信

4、规划设计院提供的数据，广州地区大型IDC机房的空调系统全年耗电平均占IDC总耗电的45%(2006年数据)。　　机房空调系统解决方案　　在数据中心空调系统中主要分为风冷直接蒸发式空调系统、水冷直接蒸发式空调系统、冷冻水空调系统、双冷源空调系统等空调系统。　　以数据中心空调系统作为集中冷源的冷冻水系统，该系统与各自独立的直接蒸发式空调系统相比，制冷效率更高，设备更集中更少，运行更稳定，故障率和维护成本更低，国外众多大型数据中心普遍使用冷冻水空调系统。阿尔西提出的数据中心自然冷却冷冻水系统，已通过国家专利审批。它通过

5、冷冻水循环管路的精心设计以及控制逻辑的优化，实现与机房内部空调气流组织的完美匹配，并且可以根据室内热负荷以及室外环境的变化，对冷冻水流量进行灵活的调节，将自然冷却的效益发挥到最大，始终使机组保持高效运行。此套数据中心空调解决方案根据安装地区气候条件的不同，可以实现20%～50%的节能，使得运行费用大幅缩减，而为此增加的空调设备初投资，最多两年的时间就可以收回，而整个机组的使用寿命至少有10年。　　冷冻水空调系统包括不含冷源的冷冻水型机组加冷水主机。　　冷水主机分为普通冷水主机和自然冷却冷水主机。普通冷水主机一般安

6、装在建筑物的屋顶外部，它们专为室外安装设计，不需要增加任何针对恶劣天气的保护措施。冷水机组按照不同冷凝方式可分为风冷和水冷两种，以风冷冷水主机为例，其工作原理是：携带室内热量的高温回水流入机组，进入壳管式蒸发器，被制冷剂盘管冷却，热量传递给制冷剂，由后者带到风冷冷凝器中，由风机驱动环境空气对其进行强制散热。按经验来说，一套空调设备的平均制冷量为设计值的85%，剩下部分作为冷量备份。　　自然冷却冷水主机的工作原理：当室外温度较低时，就可以利用冷空气冷却高温回水，不需要开启压缩机即可为空调室内机提供冷量，这种方法即为

7、自然冷却方法。利用自然冷却效应开发的冷水主机即为自然冷却冷水主机，它与普通冷水主机最大的区别在于它在冷凝盘管之前安装了自然冷却热交换盘管，旨在最先利用环境冷空气冷却盘管内的回水;另一个区别在于内部水循环系统的设计上，自然冷却循环利用三通调节阀将循环水路与自然冷却热交换盘管连接起来(如下图所示)。　　其实，自然冷却冷水主机的工作原理并不复杂：当三通调节阀中旁通B完全关闭，A与C连通时，即自然冷却热交换盘管关闭，全部冷量由压缩机制冷提供;当室外温度低于回水温度时，A关闭，B与C连通，回水通过自然冷却热交换盘管预冷，然

8、后再进入蒸发器，这样一来，压缩机只需部分工作就可以满足空调冷量的要求，从而节省了大部分能耗;而当室外温度足够低时，A关闭，B与C连通，通过自然冷却就可以完全满足空调冷量要求，压缩机停机，这时机组总能耗明显降低，只包含自然冷却系统的能耗，总之，室外温度越低，节能效果越明显。如果采用自然冷却冷水机组比普通冷水机组每年大约节能20～50%，具体效果如何会因安装地区的气候条件而不