某災備中心節能改造項目實施成果分析

唐夢辰 葛然

摘 要：根據《重點耗能設備高效節能運行研究報告》，制定滿足某災備中心節能需求的工作方案，提供《專項節能改造方案建議》。選取幾項低成本、保安全的技術措施，進行有序實施，使得數據中心全年實現能耗降低30%的目標。

關鍵詞：節能改造；空調系統；溫度；系統能耗

對節能改造實施成果論證分為研究報告和節能實施兩大部分。

（1）研究報告部分：根據研究、分析和計算等，提交某災備中心典型房間的節能30%可行性研究成果；

（2）節能實施部分：提出節能實施方案，在某災備中心運維管理部門配合下，進行有效落實后，部分典型房間的PUE（電能使用效率）降低30%。

1.工作開展

整體實施的流程如下：

（1）首先對某災備中心進行了全面、系統、細致的摸查；

（2）根據摸查的基礎設施情況，編訂了《整體說明書》和《重點能耗設備高效節能運行研究報告》，并編制了分項實施方案建議；

（3）與該災備中心運維管理部門討論，摘選部分方案進行實施，摘選原則是：安全可靠性不降低，并盡量提高安全可靠性；先系統性分析，再分項改進；分項改進時，有詳細論證，有風險評估，有改進過程的風險防治預案；改進方案有節能收益計算和預測，實施后實際效果與預測比對。

（4）制定風險防止預案，具備回退能力，保障絕對安全；

（5）制定改造前后的數據記錄表格；

（6）節能改造實施；

（7）測試驗證；

（8）請該災備中心管理方驗收，確認改造成果；

（9）完成節能改造，并編制《某災備中心節能實施報告》。

2.節能改造工作內容

節能研究和實施團隊通過全面的現狀調查、分析和大量的測試，找出了機房氣流組織、水系統、運行模式等方面的明顯浪費能源現狀，選取6項典型的低成本、保安全的節能點位，進行了有預案、合理步驟的實施過程，共計實施了六大項節能改進工作，具體有：

2.1 冷凍水溫度提升提高了冷機制冷COP

通過提升空調系統冷凍水的供回水溫度，由7/12℃提升8/13℃，由8/13℃提升至9/14℃。通過實現節能冷機節能率達到了6%，PUE下降了0.03。冷凍水溫度繼續提升溫度至10/15℃，那么災備中心的整體PUE將下降0.1。

2.2 防止冷卻塔結冰和管路電伴熱的節能

防結冰的改造花費為0元，改造的實施是益美高廠家免費提供，即避免了結冰帶來的安全隱患，又大幅減少了加熱棒的能源浪費，提高了能源利用率，是典型的少投入大收效的解決途徑。

2.3 機柜級布線的氣流組織優化節能

通過發現和總結2012年12月份以前的機柜級布線，積極探索優化布置機柜布線，使得布線簡介、整齊美觀的同時，改善了服務器的進風和出風通道，降低了風阻，減少了局部熱點，進而降低空調負荷。

2.4 機房溫度提升、精密空調優化調控、出風口氣流調控的節能

通過機房溫度提升，為提升精密空調的運行效率，減少空調運行能耗，提高水系統和冷機效率提供了更大空間。送風溫度每提升1℃，冷凍水能提升1～2℃，也就是說，當前的冷凍水溫度可提升至供水10℃，回水15℃。當冷凍水溫度提升1℃時，冷水機組效率提升3%，如果冷凍水供回水溫度提升至10/15℃，那么冷水機組效率將提升15%，節電13%。

2.5 回風格柵優化的節能

通過優化氣流組織，包括機房回風格柵優化、精密空調控制優化，減少了不必要的過大風量、過冷冷量投入，減少了能源浪費。通過回風格柵優化，對數據中心的整體節能效益如下：

2.6 Free Cooling及時切換與全年整體節能

通過Free Cooling的節能實施，使得該項目的冬季Free Cooling運行時間達到了5個月，比其他類似案例延長了1個月。

3.節能實施成果

節能實施工作取得了可觀的節能效果，實現某災備中心部分系統能耗降低30%的目標，使得數據中心2013年全年運行PUE降低至1.85。與2012年年度相比，2013年的月平均PUE值下降了13%到20%，其中絕大部分來自于空調動力系統的節能，其中空調動力系統整體能耗下降值達到30%及以上。

某災備中心2011年11月至2013年10月PUE降低關系圖

4.后期建議

為了更好地進一步節能，建議如下：

（1）進一步提升運維技術能力和管理能力。全面了解運維技術和管理制度等，檢查當前運維技術和管理制度中的不足，通過優化運維技術，健全管理制度，早期發現潛在風險，及時排查故障，優化用能管理，提升運維管理人員的技術能力和負責人素質，為可持續機房節能運行提供保障。

（2）不斷提升UPS等供配電系統的效率。選用高頻機、高效變壓器，優化設備運行容量調配等，可有效提高電能利用率，大幅降低電力消耗。

（3）改善機房氣流組織。全面了解和分析機房氣流組織，定位溫濕度測量位置和溫濕度范圍，調整服務器安裝位置，排查冷風短路問題，采取簡略策略降低冷風短路，調整精密空調的運行參數等，優化機房氣流組織，提升機房溫濕度環境，降低精密空調風機能耗等。

（4）減少能源浪費和增加能源回收。杜絕邊加熱邊降溫、邊加濕邊除濕的現象發生；盡可能減少冷氣泄露和熱氣侵入等。

（5）改善空調冷凍水系統。全面了解和分析冷凍水系統，了解管路的閥門開啟、管路水流量、供回水水溫、水壓、冷凍泵功率和轉數等參數是否合理，根據機房溫濕度的需求，調整供回水水溫、水泵運行參數等，提升冷凍水系統效率，排除管路運行隱患，降低水泵運行能耗；

（6）提升冷機制冷COP和Free Cooling效率。全面了解和分析冷機效率和板換效率，了解冷機出廠參數，測試冷機各項運行參數尤其是冷機制冷COP，采取低成本策略提升制冷COP。

（7）改善冷卻水系統。全面了解和分析冷卻水系統，了解冷卻塔效率、冷卻水質對系統效率的影響、管路的閥門開啟、管路水流量、供回水水溫、水壓、冷卻泵功率和轉數等參數是否合理，調整冷卻水供回水水溫、水泵運行參數、冷塔運行策略等，提升冷卻塔出水效率，提升冷機運行效率、降低運行隱患。

（8）改善控制策略和數據統計分析能力。全面了解控制策略和數據統計分析，對機房控制系統進行全面排查，檢查各系統的控制策略是否合理，對能源管理系統的數據記錄、統計方法、分析和問題提煉等過程是否全面和有效，通過完善控制策略，強化數據讀取、統計和分析能力，從全面系統的角度提升機房運行保障，提高系統用能效率。

參考文獻：

[1] GB50174-2017 數據中心設計規范 [S].

[2] GB 50019-2015工業建筑供暖通風與空氣調節設計規范 [S].

[3] 陸耀慶. 實用供熱空調設計手冊. 第二版.

作者簡介：

唐夢辰（1985- ）女，滿族，河北，北京天誠同創電氣有限公司，工程師，本科，暖通設計.