数据中心机房可视化能源管理系统方案

Page 1IMR数据中心机房可视化数据中心机房可视化数据中心机房可视化数据中心机房可视化能源管理系统能源管理系统能源管理系统能源管理系统Page 2IMR数据中心机房的能量分析数据中心机房的能量分析12细化数据中心机房的气流组织细化数据中心机房的气流组织3数据中心机房的空调系统优化数据中心机房的空调系统优化4数据中心机房的节能途径数据中心机房的节能途径数据中心机房的能源管理系统数据中心机房的能源管理系统5Page 3IMR1数据中心机房数据中心机房能量分析能量分析Page 4IMR数据中心机房的能耗构成Page 5IMR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：q服务器及通信设备用电30%q制冷用电45%q供电系统能耗24%q照明和办公用电1%Page 6IMR能耗标准能耗标准 PUEPUE=IT Equipment powerTotal Facility Power1.53.52,52.03.0Typical Data Center Proper designed Data Center PUE Power Usage EffectivenessPage 7IMRPUE数据中心能耗评估指标PUE（PowerUsageEffectiveness）是一个衡量数据中心全年耗能情况的指标。数据中心每年总能耗每年IT设备能耗=机械设备能耗+电气设备能耗每年IT设备能耗PUE=机械设备能耗：u制冷系统（冷水机组，水泵，冷却塔，CRAC空调压缩机）u风能能耗（CRAC/CRAH送风风机）u通风系统（风机盘管，空调箱）u加湿系统，加热系统（空调箱，精密空调）电气设备能耗：uIT设备PUE计算公式中的坟墓uUPS损耗u发电机能耗u灯光能耗注：Page 8IMR2数据中心机房数据中心机房的节能途径的节能途径Page 9IMR 五大方面实现数据中心节能l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。l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。建筑节能动力与照明节能热管理节能智能管理节能新技术节能Page 10IMR机房热管理，减少制冷能耗l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。l提高空调本身的制冷效率l减小需要制冷的空间l利用外部冷源l储冷节能Page 11IMR典型冷水站空调冷热水系统控制原理图空调冷热水系统控制原理图Page 12IMR数据中心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NPage 13IMR3细化数据中心机房细化数据中心机房的气流组织的气流组织Page 14IMR机房气流组织利用冷热通道设计，优化机房冷却效果。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。Page 15IMR4数据中心机房数据中心机房空调系统优化空调系统优化Page 16IMR变风量空调系统控制网络示意图q每个变风量的VAV箱根据机柜内的发热量确定送风量；q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。q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。Page 17IMR制冷能源站的节能途径q使空调系统的效率（COP值）始终保持最大值。q采用负荷随动跟踪节能控制技术q超前预测控制q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Page 18IMR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%20.722.519.615.89.66.13.81.50.30.1Page 19IMR超前预测控制超前预测控制动态图形动态图形动态图形动态图形趋势数据趋势数据趋势数据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。Page 20IMR空调水系统原理图及控制策略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Page 21IMR5数据中心机房数据中心机房的能源管理系统的能源管理系统Page 22IMR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，提供能源消费账单能源管理系统原理了解现状建立目标采取行动1234测量和验证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检验节能措施的实际效果节能量计算节能量验证Page 23IMR能源管理的价值无数据-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Page 24IMR能源管理的典型实施流程2将能源成本分配到将能源成本分配到 各成本中心各成本中心各生产单元的各生产单元的 能源成本能源成本各生产单元的各生产单元的 能源使用能源使用能源消耗和成本透明化能源消耗和成本透明化单元的成本细分单元的成本细分过程优化过程优化运营优化运营优化1设置测量点设置测量点概述能源流概述能源流识别潜在节能点识别潜在节能点 自动报表生成自动报表生成文档文档3 4+能源管理能源管理 实施示例实施示例连续实施过程连续实施过程+自动负荷管理自动负荷管理识别配电储量识别配电储量与过程控制系统与过程控制系统 交换数据交换数据优化能源采购优化能源采购优化能源消耗优化能源消耗阶段阶段 1阶段阶段 2阶段阶段 3阶段阶段 4 能源生产能源生产能源加工转换能源加工转换能源消费能源消费能源效率能源效率能源经济效益能源经济效益能源动态分析能源动态分析节能分析节能分析环境影响评价环境影响评价能源定额能源定额汇总汇总/对比对比规划与预测规划与预测报告生成报告生成Page 25IMR能耗监控与智能管理q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。q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。Page 26IMR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及可视化界面基于能源的关键绩效指标及可视化界面Page 27IMR电源综合节能方案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。Page 28IMR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。Page 29IMR数据中心建设案例山东某某某数据中心建设Page 30IMR山东某某某数据中心布局分区房间编号房间编号功能分区功能分区备备 注注面积面积机房区机房区I-01中心机房一放置网络机柜、服务器机柜335I-08中心机房二放置网络机柜、服务器机柜78辅助区辅助区I-02运营接入机房放置运营商使用机柜20支持区支持区P-03配电间放置配电柜78P-04UPS电池间放置UPS设备，蓄电池设备P-05UPS配电间放置UPS设备，配电柜F-06钢瓶间放置气体灭火钢瓶36其他其他C-07走廊用于人员及设备进出入73数据中心主要由机房区、辅助区、支持区组成。Page 31IMR山东某某某机柜系统及空调系统设计数据中心机房机柜数量146台，含网络机柜和服务器机柜。n机柜系统分布式布线n空调系统冷热通道精密空调采用11+6工作方式，6台备用，保证机房恒温Page 32IMR山东某某某数据中心用电量分析类别类别楼层楼层名称名称中心机房中心机房总数量总数量单台功率（单台功率（KW）总功率总功率(KW)备注备注机柜机柜-1F服务器机柜1221223366-1F网络机柜2236-1F进线机柜+运营2236-1F强电精密列头机柜2020360小计小计146146438空调空调-1F精密空调机组精密空调区域11345-1F后备精密空调机组精密空调区域6120小计小计17345用电统计只统计运行中的空调其他其他-1F照明照明1项13-1F插座插座1项13-1F新风新风1项7.5-1F其他其他1项9小计小计42.5总计总计825.5Page 33IMR山东某某某数据中心整体规划级PUE优化机柜数量：146个（包含服务器机柜）服务器数量：122台精密空调数：17台（其中6备用）能源管理系统设备机柜总体用电量：825.5KWIT总用电量：438KWPUE=1.88设计标准：Tier3机房面积：483平方米Page 34IMRTHANKS!