数据中心机房可视化能源管理系统教材课件.ppt

1、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51数据中心机房数据中心机房能量分析能量分析数据中心机房的能耗构成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%能耗标准能耗标准 PUEPUE=IT Equipment powerTotal Facility Powe

2、r1.53.52,52.03.0Typical Data Center Proper designed Data Center PUE Power Usage EffectivenessPUE 数据中心能耗评估指标PUE（Power Usage Effectiveness）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：

3、uIT设备PUE计算公式中的坟墓u UPS损耗u 发电机能耗u 灯光能耗 注：2数据中心机房数据中心机房的节能途径的节能途径 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。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

4、源 l储冷节能 空调冷热水系统控制原理图空调冷热水系统控制原理图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N3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

5、方面花了许多冤枉钱。4数据中心机房数据中心机房空调系统优化空调系统优化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。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 冷水机组台数控制-部分负荷的运行时间频率 超前预测控制超前预测控制利

6、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。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 5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了解能源使用现状 实时掌握

7、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 节能量验证能源管理的价值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

8、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

9、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。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

10、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。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

11、、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。数据中心建设案例山东某某某数据中心建设山东某某某数据中心布局分区数据中心主要由机房区、辅助区、支持区组成。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，保证机房恒温山东某某某数据中心用电量分析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