一、能耗比分析

據美國 Lawrence Berkeley 國家試驗室進行調查顯示，一個典型的數據中心電能耗費份額為：IT 設備（效勞器、交換機、路由器等）占 50%；制冷設備（機房精密空調、風機）占 37%；電源設備（UPS、SPM 等）占 10%；照明占 3%。從上述份額不難看出其間制冷設備的耗電量僅次于 IT 主設備的耗電量坐落第二位，制冷體系無疑變成節能的要害，關于空調體系而言，在其他的運轉工況條件堅持不變的狀況下，假如將空調機的運轉溫度（例：回風口的溫度）進步 1℃，就能將其運轉功率進步 3%擺布。數據中心機房的“電能使用率”是評價其節能降耗效果的簡單易行的技能參數。那么怎么將這 37% 的耗電量降至最低，怎么更有用的下降數據中心的運營本錢。要下降空調能耗：完成辦法包含選用高能效空調、規劃合理的氣流組織、選用多種溫控節能計劃等。空調是網絡能源節能中的要點。

二、項目背景

某機房選用大金 FHY125DQV2C分體式風冷空調制冷，共有 18 臺。該機房是 2000 年擺布由辦公用房改造而成。因為用房修建形狀約束，空調外機放置在 3樓頂層渠道上。渠道是一個弧形下凹場地，面積小，通風條件欠安，在夏日氣溫超越 35℃時，天臺地上氣溫高達 80℃以上，因此一到夏日空調就頻頻出現維護毛病，嚴重影響機房環境溫度操控。一旦空調毛病，機房溫度敏捷升高，設備安全難以確保，有線電視安全優異播出遭到要挾。機房有必要選用冰塊、電扇等輔佐手法降溫，費事吃力，功率不高。

三、需要剖析

經過空調作業原理和對空調機組維護毛病進行剖析，發現空調之所以出現維護毛病是因為夏日機遇房室表里溫差大，為了確保熱量從制冷劑傳遞給外界空氣，冷凝溫度會隨著大氣溫度的上升而升高，冷凝溫度升高空調壓縮機在作業時管路壓力隨之升高，直至發作高壓警報，然后導致維護毛病。假如能下降室表里溫差，就能解決維護的疑問。經過對空調理論制冷系數 ε 進行剖析，ε 為空調設備單位耗功所能獲得的制冷量，是表明空調設備節能型好壞的一個重要參數，用以下公式表明：ε=T0/ （Tk-T0）（其間：T0為蒸騰器的蒸騰溫度；Tk為冷凝器的冷凝溫度，單位：K，K=℃+273）。依據上述公式剖析，空調制冷系數與蒸騰器的蒸騰溫度和冷凝器的冷凝溫度有關，而空調蒸騰器在室內，所以蒸騰溫度與機房內溫度有關，即機房設定的溫度值越高，T0值會越高（一般 0～7.2℃規模之間改變）；空調冷凝器在室外，所以冷凝溫度是與室外氣溫有關的，室外氣溫越高，Tk值會越高。假定在空調運轉環境其他要素不變時，以蒸騰溫度和冷凝溫度的改變來推算制冷體系的制冷系數改變狀況。假定冷凝溫度為 55℃不變，則把機房的溫度提高，使得蒸騰溫度從 5℃升高到 6℃，則理想制冷系數 ε 由 5.56W/W 上升至 5.69W/W，上升率約 2.3%。假定蒸騰溫度為 5℃不變，假如室外氣溫上升，使得制冷體系的冷凝溫度從原先的 55℃升高至 56℃，則制冷體系的理想制冷系數 ε 由原先的 5.56W/W 下降至 5.45W/W，下降率約 2.0%。

從上述剖析來看，若要下降空調的能耗，在空調設備選定后，可從室內溫度和室外溫度 2 方面著手。一方面，在室內經過下降機房從外界吸收熱量來節能；另一方面，在室外經過下降冷凝器所在方位的空氣溫度，然后下降冷凝溫度，抵達節能降溫的意圖。總歸，項目實施的意圖是在不改變空調設備的基礎上，經過輔佐辦法，削減機房空調冷量的丟失，并下降機房空調冷凝溫度。一起又要滿足不受場地約束、投入本錢不能過高的要求。

四、技能計劃

1、技能使用原理

項目組借鑒轎車、溫室苗圃等場合夏日降溫辦法，進行多種降溫辦法的實習試驗。一方面在機房內部使用雙層玻璃隔熱和熱反射膜的反射效果，經過加裝雙層玻璃并在玻璃上貼熱反射膜的辦法來削減外界傳導入機房的熱能，下降機房冷量丟失速度，然后下降空調作業時間。另一方面在空調室外機放置區使用遮陽網遮光特性和水蒸騰散熱的特色給室外機區域降溫，即經過架起遮陽網和水霧噴淋體系組合來進行降溫。多種降溫方法的組合有用下降了室表里溫差，基本解決空調維護疑問，一起又抵達節能意圖。

2、詳細技能使用辦法

2.1室內有些辦法

室內有些首要內容為削減機房與外部環境的熱交換，即下降外部環境對機房的熱傳遞進程。首要技能辦法為對機房窗戶進行密封改造，確保所有的機房選用雙層玻璃進行隔溫，在不具備條件的當地經過外裝的方法進行彌補。經過 2 層玻璃中的空氣隔層進行隔熱，并在外側玻璃上貼熱反射膜。熱反射膜貼在玻璃外表使機房內能透過可見光和近紅外光，但不能透過遠紅外光。因此有足夠的光線進入室內，而將大有些的太陽能的熱量反射回去，在酷熱的夏日堅持室內溫度不會升高太多，然后下降室內空調負荷，抵達節約空調費用和節能的效果項目組所選用的熱反射膜，能將進入室內的總太陽能從 91%下降至 19%（見下圖）。

2.2室外有些計劃

室外有些首要內容為下降空調室外機放置區域微環境溫度。首要技能辦法為外機遮陽和水噴霧降溫。

（1）外機遮陽。經過遮陽網的遮蔽，網下暗影處的溫度能下降 10℃以上。為了獲得最好效果，項目組挑選 2 針、3 針、4 針、6針遮陽網進行了多次比照測驗，發現 4 針遮陽網遮光效果好，遮光率為 85%～90%，并且透氣性好，利于外機熱量排出。既能遮蔽陽光，又不影響空調機組熱量發出，最適合作為機房空調外機遮陽資料。遮陽網架起在離空調外機頂部 100cm 擺布的高度，寬度為能掩蓋空調外機。這樣一來留出的空間，能確保空氣流通，不會阻止空調散熱，二來便利空調維修（下圖）。 （2）水噴霧降溫體系（見下圖）。水噴霧降溫體系發出到空氣中的水微粒，在汽化的進程中要吸收很多周圍環境中的熱量，然后下降周圍環境的溫度，是經濟、有用的降溫手法。而在噴霧降溫體系的效果下，空氣溫度可降至 25℃，在極點環境下可降溫 14℃。水噴霧降溫體系首要由儲水器、管路、抽水泵、噴頭、操控有些構成。儲水器的效果為儲存確保抽水泵能正常作業的水量。管路體系選用 PVC 熱水管，能接受必定壓力，與鍍鋅鐵管相比易切開、耐腐蝕。噴頭選用圓形可調節噴頭，其方位有必要高于遮陽網，以便水霧噴灑到遮陽網。噴頭數量以噴出水霧能均勻噴灑在遮陽網上核算，避免剩余水量丟失，節約用水。操控體系由單片機、繼電器和傳感探頭構成，由溫度傳感器、水位傳感器收集信號傳給單片機，單片機輸出信號給繼電器，操控電子水閥放水和抽水泵抽水。體系作業流程：當多個溫度傳感器平均溫度抵達 40℃，且水位傳感器在高水位時，抽水泵開端作業，噴頭開端噴水；當水位下降到低水位時抽水泵中止作業，一起電子水閥翻開開端放水，當抵達高水位時電子水閥封閉中止放水；該進程完好運轉一次耗時 15min。

操控體系判別邏輯：儲水器有 A、B、C、D 四個水位線，對應 4 個傳感器。單片機有 4 個操控腳對應 4 個水位傳感器，2 個串口，一個串口銜接繼電器，一個串口銜接溫度傳感器。

防護辦法：A 默許高電平，當水位在 A 以上，A 對 GND 導通低電平，水閥封閉，避免溢水。D 默許低電平，當水位在 D 以下，D 對 GND 斷開變高電平，水泵停轉，避免水泵干燒損壞。水泵作業判別邏輯：當水位在 B 以上時，即 B 低電平，單片機發送指令翻開繼電器 2 接口，水泵接通開端抽水噴淋（默許噴 15分鐘）。當水位在 C 以下時，即 C 高電平，單片機發送指令封閉繼電器 2 接口，水泵封閉。電子水閥作業判別邏輯：當水位在 B 以下，即 B 高電平，單片機發送指令翻開繼電器 1 接口，電子水閥接通開端放水。當水位在 B 以上，即 B 低電平，單片機發送指令封閉繼電器 1接口，電子水閥封閉中止放水。

3、節能降溫效果

經測驗，該體系啟動后，體系掩蓋規模內溫度可下降 10℃以上，依據 ε=T0/（Tk-T0）概算公式，推算出機組的節能功率約為 20%以上。以夏日時間按 3 個月核算，此項辦法實施后，全年機房能耗將下降 5%以上。

結束語

本項目在不改變空調系統的情況下，在室內采用熱反射膜反射太陽能降低機房整體溫度；在室外采用外機遮陽、水霧降溫組合手段，降低室外機區域微環境溫度。動態、靜態多種降溫技術應用，同傳感設備、單片機技術的結合，實現了機房輔助降溫手自一體控制。該項目投資少，見效快，為已有機房節能降耗提供了一個新的思路。 

來源：機房空調 http://lbjsjzl.com/

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