某機(jī)關(guān)信息中心機(jī)房節(jié)能解決方案

1、<p>　　某機(jī)關(guān)信息中心機(jī)房節(jié)能解決方案</p><p>　　摘要應(yīng)用熱管系統(tǒng)技術(shù)對(duì)某機(jī)關(guān)IDC機(jī)房進(jìn)行節(jié)能改造，設(shè)置機(jī)房專用加濕系統(tǒng)及熱管節(jié)能監(jiān)控測量系統(tǒng)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞熱管系統(tǒng)設(shè)計(jì)；節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)。 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　某機(jī)關(guān)IDC機(jī)房位于

2、1層，機(jī)房面積約150平米，包括監(jiān)控區(qū)及IDC機(jī)房區(qū)，機(jī)房內(nèi)有配電柜（空調(diào)和IT設(shè)備）、服務(wù)器機(jī)柜、空調(diào)設(shè)備等，機(jī)房凈高2.6米（架空地板至天花板距離），機(jī)柜高度2.2米。機(jī)房內(nèi)配置2臺(tái)精密空調(diào)，采用地板下送風(fēng)。精密空調(diào)性能參數(shù)如下: </p><p>　　IDC機(jī)房內(nèi)環(huán)境設(shè)定為：23℃，50%，空調(diào)配置容量為：121.2kW。（一用一備） </p><p>　　本機(jī)房內(nèi)IT設(shè)備負(fù)荷：共有

3、6排IT機(jī)柜。由于機(jī)房未達(dá)到滿容量，現(xiàn)有總冷負(fù)荷約為：15kW。 </p><p>　　一、機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)能耗過高的原因 </p><p>　　1、全年均利用以機(jī)械壓縮蒸汽循環(huán)方式制冷，自然冷源利用效率低。 </p><p>　　2、不合理的除濕/加濕過程。機(jī)房屬于高發(fā)熱，濕度擾動(dòng)主要是機(jī)房的內(nèi)人員和室外新風(fēng)造成的。由于機(jī)房的產(chǎn)濕量很小，顯熱約占總空調(diào)負(fù)荷的90％以上

4、。精密空調(diào)的大風(fēng)量、小焓差的特點(diǎn)用來排除顯熱。但由于空調(diào)處理過程均不屬于全顯熱換熱，有10%左右的冷量用來除去空氣中的濕度。為維持機(jī)房的濕度，通過加濕部件進(jìn)行加濕，不斷除濕、加濕的過程，使空調(diào)設(shè)備耗費(fèi)了大量的電能。 </p><p>　　3、高輸配能耗：采用地板送風(fēng)來滿足機(jī)房內(nèi)溫度均勻，消除局部熱點(diǎn)。由于機(jī)房未處于滿容量布置，為保證最不利點(diǎn)的送風(fēng)，常采用高壓頭大風(fēng)量風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)電耗轉(zhuǎn)化為溫升，增大了室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷。

5、</p><p>　　4、IT機(jī)房內(nèi)溫度不均勻：數(shù)據(jù)機(jī)房內(nèi)的設(shè)備發(fā)熱量的不均勻，通常把整個(gè)機(jī)房的溫度降低，減少產(chǎn)生局部過熱，造成巨大能耗。 </p><p>　　二、機(jī)房節(jié)能合理解決方案 </p><p>　　由于IDC機(jī)房常年供冷，當(dāng)有大量的免費(fèi)冷存在時(shí)，常有以下解決方案: </p><p>　　針對(duì)本機(jī)房存在的耗能問題，提出在不改動(dòng)原有空

6、調(diào)設(shè)備的情況下，增加熱管節(jié)能系統(tǒng)。當(dāng)在室外氣象條件不滿足熱管運(yùn)行條件時(shí)，仍利用原有空調(diào)系統(tǒng)。為了保證機(jī)房的潔凈度，采用分離式熱管系統(tǒng)。 </p><p>　　熱管運(yùn)行原理示意圖 </p><p>　　三、熱管系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)施 </p><p>　　1、按照使用條件并考慮今后發(fā)展進(jìn)行如下改造： </p><p>　　（1）根據(jù)設(shè)備布局,在每排機(jī)柜

7、間布置1臺(tái)熱管設(shè)備； </p><p>　?。?）設(shè)置節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，控制熱管設(shè)備和空調(diào)設(shè)備的啟停。 </p><p>　?。?）當(dāng)熱管系統(tǒng)獨(dú)立進(jìn)行室內(nèi)控溫時(shí)，增設(shè)加濕器控制機(jī)房內(nèi)濕度。 </p><p>　　2、 熱管系統(tǒng)由立柜式熱管機(jī)和監(jiān)控系統(tǒng)組成。 </p><p>　　3、 熱管節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng) </p><p>　

8、　本監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)有14個(gè)測點(diǎn)，其中：2個(gè)能耗測點(diǎn)（1個(gè)精密空調(diào)、1個(gè)熱管系統(tǒng)）； 3個(gè)熱管設(shè)備的溫度測點(diǎn)；3個(gè)室內(nèi)環(huán)境的濕度測點(diǎn)；6個(gè)檢測機(jī)房重點(diǎn)區(qū)域的溫度測點(diǎn)。 </p><p>　　4、熱管設(shè)備與現(xiàn)有機(jī)房空調(diào)聯(lián)動(dòng) </p><p>　　節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)溫、濕度的變化控制熱管設(shè)備及現(xiàn)有機(jī)房空調(diào)的運(yùn)行。當(dāng)熱管系統(tǒng)運(yùn)行滿足室內(nèi)溫度、濕度時(shí)，停止現(xiàn)有機(jī)房空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)熱管設(shè)備運(yùn)行不能滿足機(jī)房內(nèi)

9、的溫、濕度要求時(shí)，啟動(dòng)現(xiàn)有空調(diào)設(shè)備。當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)異常,溫度、濕度測點(diǎn)出現(xiàn)故障、監(jiān)控系統(tǒng)斷電等情況時(shí)，啟動(dòng)現(xiàn)有空調(diào)設(shè)備。 </p><p>　　5、改造后機(jī)房的濕度控制 </p><p>　　由于熱管系統(tǒng)是全顯熱設(shè)計(jì)，精密空調(diào)停止運(yùn)行期間，配置1臺(tái)機(jī)房專用濕膜加濕器。加濕器濕膜材料的主要成份是植物纖維, 采用蒸發(fā)汽化加濕原理,自帶濕度感應(yīng)控制器,實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制。加濕器參數(shù)： </p&

10、gt;<p>　　本機(jī)房的實(shí)際控濕范圍：45%~65%；測量精度：2%~3%；控制精度：3%~5%可調(diào)。 </p><p>　　采用濕膜柜式機(jī)房專用加濕器與原精密空調(diào)電極加濕器功耗比較： </p><p>　　精密空調(diào)采用電極加濕，運(yùn)行功率P=5Kw。加濕日耗電量:5千瓦×24小時(shí)/天=120度/天.臺(tái)。通常機(jī)房加濕期為150天，考慮同時(shí)使用率為0.5，（電費(fèi)按0.

11、8元/度計(jì)算）,共計(jì)：120度/天.臺(tái)×0.8元/度×150天X0.5=7200元。同時(shí)電極加濕時(shí)散發(fā)的熱量使增加了機(jī)房空調(diào)負(fù)荷。 </p><p>　　機(jī)房濕膜專用加濕機(jī)最大風(fēng)機(jī)功率為75w，濕膜加濕機(jī)耗電0.075千瓦×24小時(shí)/天=1.8度/天。電費(fèi)共計(jì)：1.8度/天.臺(tái)×0.8元/度×150天X0.5=108元。 </p><p>

12、　　為了全面監(jiān)控機(jī)房內(nèi)的濕度，節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置了3個(gè)對(duì)機(jī)房內(nèi)濕度的監(jiān)控測點(diǎn)。通過加濕器的自帶風(fēng)機(jī)和3臺(tái)熱管設(shè)備的風(fēng)機(jī)產(chǎn)生氣流擾動(dòng)，使加濕差異控制在合理范圍。 </p><p>　　5、 原有地板送風(fēng)與熱管正面送風(fēng)效果差異 </p><p>　　目前機(jī)房空調(diào)采用的是地板送風(fēng)，空調(diào)回風(fēng)設(shè)在機(jī)柜上方,有利于機(jī)柜的散熱。而熱管設(shè)備的送風(fēng)采用水平送風(fēng)，送風(fēng)機(jī)落地布置，冷空氣水平送出，為機(jī)柜降溫后，上

13、升回至熱管空調(diào)器。雖然送風(fēng)效果不如下送風(fēng)，但在室外氣溫較低時(shí)可滿足機(jī)房的使用，由于送風(fēng)阻力小，降低了風(fēng)機(jī)功耗，同時(shí)對(duì)原有空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)無影響。 </p><p><b>　　6、 過渡季控制 </b></p><p>　　在過渡季節(jié)，機(jī)房精密空調(diào)和熱管設(shè)備同時(shí)運(yùn)行，熱管設(shè)備優(yōu)先運(yùn)行。設(shè)定室內(nèi)波動(dòng)溫度t，以機(jī)房設(shè)定溫度T為控制目標(biāo)。熱管設(shè)備能維持室內(nèi)溫度T時(shí)，精密空調(diào)停止運(yùn)

14、行；不能維持室內(nèi)溫度T時(shí)，當(dāng)溫度升到T+t時(shí)，精密空調(diào)運(yùn)行，當(dāng)機(jī)房溫度降低到T-t，精密空調(diào)停止。設(shè)定合理的波動(dòng)溫度t，可以減少精密空調(diào)的啟動(dòng)。 </p><p>　　7、熱管及新增專用加濕系統(tǒng)布置如下： </p><p>　　熱管及加濕系統(tǒng)在機(jī)房中的平面布置 </p><p><b>　　四、經(jīng)濟(jì)效果分析 </b></p>&l

15、t;p>　　根據(jù)石家莊氣象參數(shù)條件，機(jī)房設(shè)定溫度為23℃，目前機(jī)房內(nèi)總熱負(fù)荷約為15kW。(只考慮設(shè)備散熱，忽略圍護(hù)結(jié)構(gòu)和新風(fēng)負(fù)荷)。熱管系統(tǒng)的排熱量為45kW，經(jīng)氣象模擬分析，滿足熱管額定工況（室內(nèi)外溫差10℃）的時(shí)間為3948小時(shí)。 </p><p>　　1、原有精密空調(diào)用電量為： </p><p>　?。?）精密空調(diào)壓縮機(jī)全年耗電量為：(12.4+0.88*2)kWx（15+5

16、.6）/55.5x1.2x8760h=5.52萬度。 </p><p>　?。?）精密空調(diào)送風(fēng)風(fēng)機(jī)全年耗電量：5.6kwx8760=4.91萬度。 </p><p>　　（3）精密空調(diào)系統(tǒng)加濕全年耗電量: 0.9萬度。 </p><p>　　精密空調(diào)系統(tǒng)的全年總耗電量為：5.52+4.91+0.9=11.33萬度。 </p><p>　　2、

17、 增加熱管系統(tǒng)后耗電量 </p><p>　　（1）當(dāng)室外溫度<=13℃時(shí)，運(yùn)行熱管系統(tǒng)，開啟加濕系統(tǒng),考慮熱管系統(tǒng)的同時(shí)使用系數(shù)0.7，則耗電量：0.9kwx3x3948hx0.7=0.75萬度。 </p><p>　?。?）加濕部分的耗電量為0.0135萬度 </p><p>　?。?）當(dāng)室外溫度>13℃時(shí)，按照全部采用精密空調(diào)計(jì)算，耗電量為：（(1

18、2.4+0.88*2)kWx（5.6+15）/55.5x1.2+5.6kW）x（8760-3948）h=5.73萬度。 </p><p>　　增加熱管系統(tǒng)后，機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)的全年耗電量為：0.75+0.0135+5.73=6.50萬度。 </p><p>　　全年的節(jié)電量約為4.83萬度/年，節(jié)能率可達(dá)42.7%。按執(zhí)行電價(jià)0.80元/度計(jì)算，每年可節(jié)省運(yùn)行電費(fèi)3.87萬元。 </p&

19、gt;<p>　　綜上所述，機(jī)房安裝熱管節(jié)能系統(tǒng)后，可實(shí)現(xiàn)IDC機(jī)房在春、秋、冬季的空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行要求，降低機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)的用電量，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用，起到節(jié)能減排的目的。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn): </b></p><p>　　《互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心(IDC)機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能淺析》東北大學(xué)丁慧婷、韓宗偉、郭睿、趙晶 </p><

20、p>　　《程控機(jī)房空調(diào)冬季制冷方案的節(jié)能分析 》東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院孫愛民 、王曉 </p><p>　　------------------------------------------------------------------------- </p><p>　　莘亮，男，1971年7月生，學(xué)士，高級(jí)工程師，副總工程師，河北建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司。 </p&g