帮助中心

> 帮助中心 > 

新风节能系统在IDC机房的应用

互联网数据中心(IDC),是电信部门利用已有的互联网通信线路、带宽资源,建立标准化的电信专业级机房环境,为企业、政府提供服务器托管、租用以及相关增值等方面的全方位服务。IDC机房的性质决定了其内部放置的设备主要是发热量较大的服务器,为了满足环境要求,IDC机房要消耗比统程控机房更多的电能来控制机房内环境。如何在保障机房环境安全的同时又能有效的降低能耗,是每个IDC管理者都想得到的答案,中达电通为上海电信IDC机房提供的新风节能系统是最好的答案,以下我们将全面介绍该系统的设计和应用情况。

  需求分析

  本次项目的实施地点为上海电信在浦东张江高科的两个4星级IDC机房,分别位于4、5楼,每个机房面积435平方米,机房的情况如下:机房高度,其中层高4米,梁下净高3.3米;服务器能耗为4楼实际能耗980A,要求按照1250A设计,5楼实际能耗690A,要求按照850A设计;空调配置:各配置8台HIROSS M66空调,采用下回风上送风方式,有冗余备份;环境要求:机房温度24℃±2,相对湿度45%±5。

  客户对机房的温湿度控制和安全性都提出了较高要求,除了要满足机房温湿度、洁净度的要求,
要具备消防联动以及漏水防护的功能。该机房建设较早,空调的送风并未采用高架地板下送风的方式,考虑到机房安装位置和空间的限制,最终我们采用在室内配置多台新风机组的布局方式,再依据需要的新风量配置每台新风机组的风量。图1、图2分别是4、5楼的设备布局图。

  从图1、图2可以看出,由于受到机房安装空间的限制,两个机房的新风机组都无法按照最佳的气流组织方式去安放,这样在新风机组运行时就必然会产生温湿度的不均衡,新风无法有效送到的区域很容易产生热岛。传统方法可以采用风管来解决这个问题,但由于受到机房内走线架和消防管路的影响,导致本案无法建设风管,最后我们采用“诱导风机”(图2椭圆形标识),将冷空气引入新风难以到达的区域,来改善机房内的气流组织,我们还对每台“诱导风机”设计安装了温度控制,通过检测机架的温度来控制“诱导风机”的启停,而不是简单与新风系统联动全开或全关,实际运行中收到了良好的效果。

  新风量计算

  新风节能系统是要引入大量室外低焓值的空气,来取代空调的制冷,所以新风量的计算是整个设计的关键一步,通常新风风量的计算会参考室内发热量、室内外空气焓差等。由于室内外环境变量较多且节能系统的新风量也是变化的,同时又有排风,考虑到新风节能系统是以室内环境为目标不断调整新风量、回风量和排风量,目标环境确定后,我们找出最不利室外条件也就是新风节能系统可以启动运行的室外最高焓值点,据此通过焓差和机房发热量计算新风配置如新风机组的设计

  新风机组是节能系统中的重要设备,是整个系统能否正常使用的决定性因素,它的是一个集成了
多个功能的组合设备,将室外空气按照设计风量要求,并经过净化、混合、加湿处理后有效送入室内;采用组合式设计,将混合段、过滤段、加湿段、风机段进行合理整理。

  该机房为在用的4 星级机房,通过我们实地考察和对机房内冷负荷( 见上一段) 的计算,特别为该项目定制了风量为12000cmh的新风机组,其设计的主要要求如下:

  · 新风机组采用背部下进风,顶部配合风帽上送风,送风口百叶需能做上下左右,四个方位的调整。

  ·机组体积不能过大,需充分考虑结构阻力,各功能段断面风速的要求,自身设备维护的方便性,以及在安装后前部需预留一定空间搬运其他设备(如以后空调机组的汰换)。

  ·新风口须按照消防规范设计专用防火阀,当系统检测到烟雾告警信号后应及时关闭新风口,同时体积也不能过大,影响机组的安装。

  ·加湿段要保证加湿量的设计要求,同时要有防漏水、溢水的设计及湿膜维护的方便性。

  ·风机品质可靠,参考风机特性曲线,风量在12000cmh时,静压不小于600帕的直联式离心风机,以消除皮带传动带来的皮带发尘及断裂更换的问题。

  ·由于机房内安装空间的限制,机组需采用分段设计,现场各段堆叠并可靠固定。

  ·考虑到新风机组前部维护空间的限制,过滤器需采用分多块组合的方式,以确保维护更换的方便性。

  新风机组设计如图3所示,过滤段与混合段为一体,加湿段、风机段各为一体,整个新风机组分为三部分,现场堆叠安装。各段功能作用如下:

  混合段:设有“新风风阀”和“回风风阀”,通过调整风阀的开度可调节风量,其开度由系统依据室内温度、混合温度(即送风口温度)通过“电动执行器”来调整,室外新风和室内回风在该段内进行混合,以控制送入室内空气的温度。

  过滤段:配置有高品质初效、高中效两级过滤器,精巧的机构设计保证过滤器上下游的密封性,室外空气通过过滤器净化确保机房的洁净度。加湿段:配置有低能耗及高效率的湿膜加湿器,在送风的同时依据室内湿度情况对空气进行加湿。风机段:配置有高效、低噪音离心式风机,选用高品质的电机和传动部件,将室外新风按照设计要求的风量、风压送入室内。

  系统配置

  新风节能系统除了新风机组外,还有:排风机组、防火阀门、余压阀等暖通设备和各类传感器、控制板,是一套能与原机房精密空调联动的环境控制节能系统,本案的系统主要配置如表3.新风节能系统的架构如图4所示,我们对多台新风机组采用了集中管理控制的模式,即1台主机带多台辅机,辅机将其相关的信号采集后传给主机,主机中的主控板搜集各机组的信息,依据其内部控制逻辑发出指令到各辅机,再由各辅机去执行相关操作,多台新风机组由一个“大脑”指挥。我们以系统概念将分散的设备采用集中控制统一管理,将原本功能独立的设备有机结合。

  使用效果

  评估系统节能效果我们采用电表来分别计量空调运行和新风节能运行的能耗,然后进行对比。空调运行时将新风系统关闭,只有空调独立运行,我们从11月到第二年的1月连续70天统计计算出空调的能耗,4、5楼空调独立运行时每天平均耗电分别为2576度、1715度。新风节能系统投入运行,此时空调被新风节能系统联动控制,当新风节能系统无法控制机房环境或出现故障时,将自动开启空调,也就是说即使新风节能系统投入运行也存在空调运行的可能,所以在统计新风节能系统能耗时也要加入的空调能耗。设计合理的节能系统在条件适合时,空调启动运行的时间少。相反,设计有缺陷的系统,空调启动运行的时间长,甚至还会导致节能系统和空调频繁的切换,不但无法实现节能的目的,还会给空调造成不利影响。我们选取4月某段时间对新风节能系统进行能耗评估,此时室外环境条件接近设计的“最不利条件”,也是全年新风节能系统运行时能耗较高的时间段。通过多日电表计量,4、5楼新风节能系统投入运行后每天平均耗电分别为:1137度、902度。计算出4、5楼的节能率分别为:55%、47%,达到并优于设计目标。

  使用效果除了节能效益外,还应评估新风节能系统对机房环境的控制能力和安全保障功能,受篇幅所限在此不做展开说明。通过本案可证明,新风节能虽然有其应用的局限性,但仍不失为目前通信机房、IDC机房针对空调的最有效、最成熟的节能系统。

以上是否解决了您的问题