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計算機機房設計與節(jié)能規(guī)劃

關注:0 發(fā)表時間:2019-12-16

一個機房最注重的就是可靠性。全年8760小時要無故障運行,就需要機房空調可靠的零部件和優(yōu)秀的控制系統(tǒng)。一般機房多是N+1備份,一臺空調出了問題,其他空調就可以馬上接管整個系統(tǒng)。目前最知名的產品有:CAROSS卡洛斯機房空調、艾默生機房空調、雷諾威機房空調等都是目前做頂端的產品。
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模塊化機房海洛斯精密空調采用一體式機身結構設計,具備新風節(jié)能、大風量、高顯熱、高效過濾、網(wǎng)絡控制等功能,滿足機房的高負荷長時間連續(xù)運轉的散熱要求。特征,節(jié)能一體式機房空調采用一體式機身結構設計,具備新風節(jié)能、大風量、高顯熱、高效過濾、網(wǎng)絡控制等功能,滿足機房的高負荷長時間連續(xù)運轉的散熱要求。多種制冷方式,風冷機房空調、水冷機房空調、冷凍水機房空調、風冷雙冷源機房空調、水冷雙冷源機房空調,乙二醇機房空調型等多種機型,型單機從5.5KW~200KW,水冷型單機從5.5KW~200KW。

一、合理確定機房等級,關注系統(tǒng)配置要求





規(guī)范3.1.1條規(guī)定:電子信息系統(tǒng)機房應劃分為A、B、C三級。設計時應根據(jù)機房的使用性質、管理要求及其在經(jīng)濟和社會中的重要性確定所屬級別。





機房雖然是按照重要性進行分級,但不同級別的機房,其投資、系統(tǒng)冗余和能耗是不同的。表一是各級機房部分系統(tǒng)配置要求,從表中可以看出,級別高的機房,系統(tǒng)冗余較高,相對來說,其投資和能耗也較高。在滿足系統(tǒng)可靠性的前提下,合理確定機房等級和系統(tǒng)配置,可以降低投資,減少能源消耗。
二、合理布置機柜機架,提高設備散熱效率





規(guī)范4.3.3條規(guī)定:當機柜內或機架上的設備為前進風/后出風方式冷卻時,機柜或機架的布置宜采用面對面、背對背方式。





此條可以理解為:對于前進風/后出風方式冷卻的電子信息設備,要求設備的前面為冷區(qū),后面為熱區(qū),這樣有利于設備散熱和節(jié)能,因此當機柜或機架成行布置時,要求機柜或機架采用面對面、背對背的布置方式,機柜或機架面對面布置形成冷風通道,背對背布置形成熱風通道。如果采用其它的布置方式,有可能造成氣流短路,不利于設備散熱,為了使設備散熱達到要求,需要投入更多的空調,這樣即浪費了能源,散熱效果也不理想。
三、慎重設置機房外窗,盡量減少能量損耗





規(guī)范6.4.6條規(guī)定:A級和B級電子信息系統(tǒng)機房的主機房不宜設置外窗。當主機房設有外窗時,應采用雙層固定窗,并應有良好的氣密性。





此條是從安全、節(jié)能和防塵三個方面考慮的。A級或B級電子信息系統(tǒng)機房中的服務器機房、網(wǎng)絡機房、存儲機房等日常無人工作的區(qū)域不宜設置外窗,從節(jié)能的角度來講,不設置外窗可以避免通過外窗進入的太陽輻射熱及避免通過外窗將機房內的冷量散失;當主機房需要設置外窗時,采用雙層窗(利用兩層玻璃中間空氣的隔熱作用)可以減少室內外冷熱量交換,從而降低空調消耗量,達到節(jié)能的目的。





四、充分利用自然條件,合理選擇節(jié)能方案





規(guī)范7.4.13條規(guī)定:空調設計應根據(jù)當?shù)貧夂驐l件,選擇采用以下節(jié)能措施:





1大型機房宜采用水冷冷水機組空調系統(tǒng);





2北方地區(qū)采用水冷冷水機組的機房,冬季可利用室外冷卻塔作為冷源,通過熱交換器對空調冷凍水進行降溫;





3空調系統(tǒng)可采用電制冷與自然冷卻相結合的方式。





調查資料表明,電子信息系統(tǒng)機房內空調系統(tǒng)的用電量約占機房總用電量的30%~50%,因此空調系統(tǒng)的節(jié)能措施是機房節(jié)能設計中的重要環(huán)節(jié)。





大型機房通常是指面積數(shù)千至數(shù)萬平方米的機房。在這類機房中,安裝的設備多、發(fā)熱量大、空調負荷大,而水冷冷水機組的能效比高,可節(jié)約能源,提高空調制冷效果。





圖2為采用水冷冷水機組的空調系統(tǒng)。夏季由冷水機組為空調系統(tǒng)提供冷凍水,冬季可利用室外冷卻塔作為冷源,通過熱交換器對空調冷凍水進行降溫。
3為采用電制冷與自然冷卻相結合的空調系統(tǒng),此系統(tǒng)中有兩個盤管,一個采用室外冷卻塔提供的冷卻水進行制冷,另一個采用電動壓縮機進行制冷。當室外冷卻塔提供的冷卻水滿足空調要求時,電動壓縮機不工作;而當室外冷卻塔提供的冷卻水不足時,電制冷作為補充。
五、分區(qū)分組控制燈具,注意照明設計節(jié)能





規(guī)范8.2.3條規(guī)定:主機房和輔助區(qū)內的主要照明光源應采用高效節(jié)能熒光燈,熒光燈鎮(zhèn)流器的諧波限值應符合現(xiàn)行國家標準《電磁兼容限值諧波電流發(fā)射限值》GB17625.1的有關規(guī)定,燈具應采用分區(qū)、分組的控制措施。





此條主要是從照明節(jié)能角度考慮,高效節(jié)能熒光燈主要是指光效大于80lm/W的熒光燈。對于大面積照明場所及平時無人職守的主機房,照明光源采用分區(qū)或分組的控制措施后,在平時無人工作時可以關掉大部分光源,達到節(jié)約電能的目的。





六、關于機房能源使用效率





機房能源使用效率PUE的定義如下:





PUE=全部設備能耗/IT設備能耗





全部設備能耗指電表測得的電能—即單獨供給機房的電能(在綜合性建筑中,這個問題尤其重要,數(shù)據(jù)中心只是建筑中諸多功能區(qū)域中的一部分)。IT設備能耗包括用于管理、處理、存儲、傳輸?shù)仍O備的能耗。





IT設備能耗包括所有相關的IT設備的負荷,如計算設備、存儲設備、網(wǎng)絡設備,也包括輔助設備如KVM轉換器、監(jiān)視器和工作站等。





全部設備能耗包括以下所有支持IT設備運行的設備能耗:





?供配電、照明設備,如發(fā)電機、變壓器、開關柜、配電箱、列頭柜、UPS、電池、燈具等。





?空調設備,如冷水機組、機房海洛斯精密空調、直接蒸發(fā)制冷設備、新風空調設備、水泵和冷卻塔等。





?計算設備、網(wǎng)絡設備、存儲設備。





PUE的數(shù)值越小,說明機房的節(jié)能效果越好。目前國內外已建成的機房的PUE數(shù)值大致在1.4~2.2之間。對于IT企業(yè)來講,只有建設低能耗的機房,才能更好地滿足不斷增長的計算、傳輸和存儲的需求,才能降低能耗成本,減少整個企業(yè)的建設成本和運行成本,使企業(yè)保持競爭力,以迎接更多的商業(yè)需求和挑戰(zhàn)。

全年制冷


由于機房的發(fā)熱量很大,有的IDC機房發(fā)熱量更是達到30 kw/O以上,所以全年都是制冷。


這里需要提到的一點是機房海洛斯精密空調也有加熱器,只不過是在除濕的時候啟動的。應為除濕時出風溫度要相對較低,避免房間溫度降低得太快(機房要求溫度變化每10分鐘不超過1℃,濕度每小時不超過5%)。
高顯熱比


顯熱比是顯冷量與總冷量的比值??照{的總冷量是顯冷量和潛冷量之和,其中顯熱制冷是用來降溫的,而潛冷是用來除濕的。機房的熱量主要是顯熱,所以機房海洛斯精密空調的顯熱比較高,一般在0.9以上(普通舒適型空調只有0.6左右)。大風量、小晗差是機房空調與其他空調的本質區(qū)別。采用大風量,可以使出風溫度不至于太低,并加大機房的換氣次數(shù),這對服務器和計算機的運算都是有利的。機房的短時間內溫度變化太大會造成服務器運算錯誤,機房濕度太低會造成靜電(濕度在20%的時候靜電可以達到1萬伏)。
高能效比


能效比(COP)即使能量與熱量之間的轉換比率,1單位的能量,轉換為3單位的熱量,COP=3。由于大部分機房海洛斯精密空調采用渦旋式壓縮機(最小的功率也有2.75KW),COP最大可以達到5.6。整機的能效比達到3.0以上。
高精度設計


機房海洛斯精密空調不僅對溫度可以調節(jié),也可以對濕度可以調節(jié),并且精度都是很高的。計算機特別是服務器對溫度和濕度都有特別高的要求,如果變化太大,計算機的計算就可能出現(xiàn)差錯,對服務商是是很不利的特別是銀行和通訊行業(yè)?,F(xiàn)在的機房海洛斯精密空調要求一般在溫度精度達±2℃,濕度精度±5%,高精度機房海洛斯精密空調可以溫度精度達到±0.5℃,濕度精度達到±2% 。
高可靠性


一個機房最注重的就是可靠性。全年8760小時要無故障運行,就需要機房空調可靠的零部件和優(yōu)秀的控制系統(tǒng)。一般機房多是N+1備份,一臺空調出了問題,其他空調就可以馬上接管整個系統(tǒng)。目前最知名的產品有,CAROSS卡洛斯、艾默生、雷諾威機房空調等都是目前做頂端的產品。

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