機房內設有水冷空調機組，通過靜壓箱送風，共78臺空調機組。機房內氣流分設冷熱通道?？照{系統(tǒng)日常管理采用手動管理，缺少自動控制平臺。除配電房有主要回路的電能監(jiān)測外，對于能耗監(jiān)管缺少分項計量，不能進行細化分析。
數據中心的電氣損耗為466kW,達到數據中心總能耗的13%。變壓器損耗6%，UPS損耗12%、列頭柜配電系統(tǒng)損耗7%，這部分的損耗較大，應在電氣管理和設備配置上改進。
暖通空調系統(tǒng)中冷機電耗占51%、空調為26%、水泵+冷塔為21.4%。暖通空調系統(tǒng)內部占比較為合理。但能耗總體比例仍然較高，具有調節(jié)改善PUE的空間。
1）冷水機組效率未達標?！豆步ㄖ?jié)能設計標準》(GB50189—2015)中4.2.10節(jié)要求電機驅動壓縮機的蒸氣壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機組，在額定制冷工況和規(guī)定條件下變頻離心式冷水機組性能系數(COP)不應低于5.5。而現有機組平均能效系數為5.10，也未達到5.5。在機組運行工況優(yōu)于額定工況的條件下，仍不滿足節(jié)能要求。根據訪談介紹，機組每年清洗2次，進行機組水質維護，水質應無問題。應當是機組運行工況不合理造成。
2）冷卻水泵的效率低。冷卻水泵的效率只有約45%，與設計要求的70%差距較大。冷卻水泵的額定揚程30mH?O,但實際揚程只有15mH?O。水泵揚程配置過高，偏差較大。冷卻塔投入使用時間為2017年,設備狀態(tài)良好。冷卻水出口溫度與空氣濕球溫度差值約為2.3℃。冷卻塔效率較高。
4）缺少智能化管理手段。雖然有動力環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，但缺少節(jié)能管理的智能化控制系統(tǒng)，也沒有統(tǒng)一集中的能耗數據監(jiān)測系統(tǒng)，使得管理人員對設備運行狀況無迭細致了解。運維人員的主要精力放在保平安運行上，缺少冷水機組、水泵、冷卻塔的節(jié)能運行策略。
3廣州某數據中心
3.1基本情況
該數據中心位于廣州市內，分為1#樓和2#樓，于2009年建成使用。均采用集中式冷水機組進行供冷。
1#機樓：該數據中心1層冷凍站設有2臺特靈螺桿式冷水機組，配有3臺冷卻水泵、3臺冷凍水泵，屋頂天臺設有1臺蒸發(fā)式冷凝螺桿機、2臺冷凍水泵、2組冷卻塔；機房均采用上送風、側回風的氣流方式。
2#機樓：該數據中心1層冷凍站由1期及2期合并組成，1期制冷設備為2臺約克螺桿機組及配套的3臺冷凍水泵、3臺冷卻水泵、1組冷卻水塔；2期制冷設備為2臺約克離心式冷水機組及配套的3臺冷凍水泵、3臺冷卻水泵、2組冷卻水塔；2#機樓調研的數據機房是2至7層的數據機房；其中4層401/402機房采用上送風、側回風的氣流方式，其它機房均采用地板式機柜送風，上回風加側回風的氣流方式。
整套制冷系統(tǒng)無BA自控系統(tǒng)，所有制冷設備運行模式需人工操作，也缺少能耗計量系統(tǒng)。
3.2能耗分布及PUE
該數據中心的能耗種類均為電力。通過短期測試獲得1#機樓和2#機樓的電耗分布。表4、表5給出了1#機樓的具體耗電數據。
3.3PUE評價
1#機樓和2#機樓的短時PUE為1.76-1.86，由于測試在冬季進行，機組處于有利的運行條件，全年PUE值一定高于現有PUE值，說明該數據中心的能效水平較低。
其中UPS和HVDC的負載率低，損耗過大，達到總能耗的約11%。水泵能耗占冷水機組能耗的50%；空調的能耗則與冷水機組的能耗相當。說明整個制冷系統(tǒng)效率較低。
3.4存在問題
1）UPS和HVDC的負載率低，造成損耗過大。UPS和HVDC的損耗達到總能耗的約11%。HVDC普遍負荷率平均在35.50%，UPS平均負荷率為24.86%。
應啟動高壓直流的休眠睡醒功能，根據、最高值設定，讓HVDC整流模塊關閉休眠不必要開啟的整流模塊，可以大大降低HVDC的損耗。建議在80%~90%啟動模塊睡醒功能,30%~40%啟動模塊休眠功能，設置48h休眠模塊與運行模塊輪換一次。
減低UPS損耗，若UPS的負荷量低于25%時，可以關閉1臺UPS，這樣就可以降低1臺UPS的損耗量。
2）冷卻塔冷卻效果不佳。冷卻塔的逼近度過大，在冬季室外濕球溫度13℃時，逼近度達到12.5℃，冷卻水塔的填料有損壞以及表面結垢現象較為嚴重，應更換及定期清洗，可提高冷塔冷卻能力。
3）水系統(tǒng)水質較差。水系統(tǒng)維護不及時，導致水質較差，影響冷水機組效率。應定期進行水質的清洗和維護。
4）末端空調開啟過多。機房內空調全部開啟，沒有根據機房內的實際熱量進行送風的調節(jié)，送風溫差小，送風效率低，送風能耗高。
5）水泵未變頻運行。水泵定頻運行，供水量偏大，使得輸送能耗較高。
6）采用漫灌式氣流組織，氣流旁通率高，冷空氣未送到機柜內部,嚴重影響送風效率。
7）缺少節(jié)能管理手段及運行策略。缺少對室內外環(huán)境使用條件、設備狀態(tài)和運行效果的監(jiān)測，全靠手工粗放式運行，節(jié)能效果差。
表41#機樓總體能耗
表51#樓空調系統(tǒng)能耗分布
4數據中心節(jié)能存在的主要問題
通過以上案例及各地其它數據中心的能耗情況，可以看到有些問題普遍存在于目前的數據中心中。
4.1系統(tǒng)設計方面
數據中心設計在產品選型、系統(tǒng)安全性與可靠性設計上都滿足了節(jié)能設計要求和設計要求，但設計的精細化程度不夠。為了保障安全，選用設備時富裕系數較大，但運行效率偏低。
1）水泵的選型普遍偏大，導致水泵實際工作狀態(tài)點偏離高效區(qū)，水泵運行效率較低。大多數只在50%左右。
2）水管路系統(tǒng)設計粗獷，沒有進行細致設計計算，水路流量分配不滿足預期要求。有些空調的水流量嚴重不足，水溫差達到6℃~8℃以上。
3）一些早年建成的數據中心的冷熱通道沒有嚴格分開設計，導致送風氣流短路。不僅影響送風效率，也影響了機房空氣溫度，惡化了運行環(huán)境。
4）多數數據中心沒有設計自然冷卻系統(tǒng)，沒有充分利用自然資源。實際上由于數據中心需要全年冷卻，在我國大部分地區(qū)(除廣東、福建等少數地區(qū))都可使用自然冷源。而利用自然冷源是目前降低能耗的措施。
5）沒有建成能耗分項計量系統(tǒng)。使用者對于能耗的分布不清楚，對能源效率無從知曉。
6）控制系統(tǒng)缺乏的調節(jié)策略。控制系統(tǒng)智能程度低，僅僅支持泛泛的啟?？刂频取Ｔ诳刂撇呗栽O計時，缺少空調的支持。
7）選配的電氣設備容量偏大。UPS的使用容量低，導致損耗多。變壓器也存在同樣問題，使得使用效率低，損耗嚴重，電氣設備損耗占總能耗的10%左右。
4.2運行管理方面
調研結果表明，運行管理方面存在的問題更多，在每一個環(huán)節(jié)都會出現問題。
運行管理部門始終把數據中心的安全運行擺在，往往強調安全，而忽視了節(jié)能，導致許多節(jié)能措施不敢使用，這是阻礙節(jié)能管理水平提高的重要原因之一。實際運行中應把握好安全與節(jié)能的關系。通過了解安全風險因子，了解節(jié)能措施的影響程度，可以加深對安全生產和節(jié)能技術的科學認識，在安全可控的前提下，加強節(jié)能運行管理。
1）設備維護不及時
冷卻水系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)的水質沒有嚴格的質量管理。盡管多數單位有的水質維護，但水質的質量管理形同虛設，沒有明確的考核檢查標準。冷卻塔填料結垢十分普遍，也沒有及時清洗。
冷水機組的實際運行效率與機組標稱值之間相差較大，冷水機組運行效率有待提高。風冷空調系統(tǒng)也需要及時維護保養(yǎng)，但許多數據中心缺少對空調的養(yǎng)護，使得運行效率逐年下降。
2）管路及附件維護不到位，疏于操作
水路上的閥門不管是手動還是自動模式，普遍存在關閉不嚴現象，導致水流旁通。不僅浪費水泵功耗，還降低了機房空調制冷量。溫度與壓力計量儀表多數不能使用，形同虛設。
臺數切換時對應閥門也需進行切換，但由于加大了操作人員的工作量，一般不會落實這項操作。
3）粗放式運行管理
無論是否需要，機房內空調全部開啟運行，使得精愛空調的能耗與冷水機組能耗相當，大大超出送風系統(tǒng)的能耗標準。
數據中心都設計安裝了水系統(tǒng)變頻設備，但是實際運行未落實，不能根據水系統(tǒng)溫度的變化進行變流量運行。水系統(tǒng)輸送能耗約占冷水機組能耗的50%以上，不能隨主機負荷隨動調節(jié)。
冷水機組的啟停數量也是*經驗化運行，機組臺數的選擇缺乏依據，機組不能在高效區(qū)運行，使得機組運行效率不高。冷水機組的供水溫度沒有隨著室內負荷變化進行調節(jié)，基本全年恒定溫度運行。
機房內溫度設置偏低。強調運行的安全性后，使機房內回風溫度較低，如有的機房要求保持在22℃左右，這樣冷水機組出水溫度一直壓低在7℃，自然冷卻的空間也大大壓縮。
以上這些因素交織在一起，往往造成數據中心的能耗居高不下。
5安科瑞為數據中心提供的電力監(jiān)控解決方案
5.1配電管理解決方案
AMC系列數據中心配電系統(tǒng)是針對數據機房末端設計的，能夠綜合采集所有能源數據的智能系統(tǒng)，為交直流電源配電柜提供精確的電參量信息，并可通過通訊將數據上傳到動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，實現對整個數據機房的實時監(jiān)控和管理，為實現綠色IDC提供可靠保證。
5.1.1交流系統(tǒng)
1）功能要求：
遙測：輸入分路的三相電壓、三相電流、有功功率、有功電度；輸出分路的單相電壓、單相電流、有功功率、有功電度；
遙信：輸入分路的過壓/欠壓，缺相,過流，輸入分路和輸出分路的開關狀態(tài),具備電流、功率需用量分析和統(tǒng)計，實現電壓、電流、功率等參數的越限報警功能。
2）配置方案-示意圖
配置方案
多功能儀表PZ72L-E4
電流互感器AKH-0.66-30I-XXA/5A
5.1.2直流系統(tǒng)
1)功能要求
遙測：輸入分路的電壓、電流、功率、電度；
遙信：輸入分路的過壓/欠壓，輸入分路的熔絲狀態(tài),具備電流、功率需用量分析和統(tǒng)計，實現電壓、電流、功率等參數的越限功能。
2)配置方案-示意圖
配置方案
多功能儀表PZ72L-DE
霍爾傳感器AHKC-F-XXA/5V
開關電源SBD-30（48V）
產品規(guī)格
說明：■為標配功能。
配套附件
配套附件
5.2AMB智能小母線管理系統(tǒng)
數據中心小母線系統(tǒng)是數據中心末端母線供配電系統(tǒng)的俗稱。近年來，隨著數據中心建設的快速發(fā)展和更高需求，智能小母線系統(tǒng)逐漸被應用于機房的末端配電中，具有電流小、插接方便、智能化程度高等特點，即插式插接箱給各個機柜內的PDU分配電。始端箱和插接箱內可設置監(jiān)測模塊，將數據上傳至動環(huán)監(jiān)控中心。
1）交流系統(tǒng)功能：
遙測：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數、有功電能、無功電能、電纜溫度，系統(tǒng)頻率、零序電流、零地電壓、漏電流、機柜溫度、機柜濕度、開關狀態(tài)、電壓/電流諧波含量、電流/功率；
遙信：過電流2段閥值越限、過/欠壓、過功率告警、缺相、過頻率、欠頻率越限、零地電壓、零線電流、溫/濕度告警，開關狀態(tài)、開關跳閘；
2）直流系統(tǒng)功能：
遙測：電壓、電流、功率、電能、電纜溫度、漏電流、機柜溫度、機柜濕度、開關狀態(tài)、電流/功率；
遙信：過電流2段閥值越限、過/欠壓、過功率告警、缺相、溫/濕度告警，開關狀態(tài)、開關跳閘；
產品介紹
說明：■為標配功能。
參考文獻：
【1】張晟，李超，梁剛強，顧砒，龔延風.數據中心機房節(jié)能運行現狀與問題分析
【2】鐘聰睿.互聯網數據中心(IDC)機房總體規(guī)劃中的節(jié)能設計研究信息通信，2016(8):241-242
【3】卜東潔，王克勇，潘俊等.數據中心機房升溫的研究[J].建筑節(jié)能，2015(5):31-33
【4】安科瑞數據中心IDC配電監(jiān)控解決方案.2020.03版
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