打造新一代绿色数据中心绿色数据中心

2009-06-23    来源:通信产业网    
当前国际金融危机的影响还在蔓延,给电信企业带来了不同程度的冲击,怎样渡过危机重新获得发展,是每一个企业都必须认真考虑的问题。在全球能源、资源和环境压力越来越大的形

    当前国际金融危机的影响还在蔓延,给电信企业带来了不同程度的冲击,怎样渡过危机重新获得发展,是每一个企业都必须认真考虑的问题。在全球能源、资源和环境压力越来越大的形势下,谁能够更加节能、更少排放、更加环保,谁就能拥有更好的企业形象,就能拥有更强的竞争优势。2009年初我国发放3G牌照对绿色通信的建设带来更高的要求。加强节能减排工作、建设绿色通信网络成为通信业科学发展能力建设的“应有之义”。

  在移动通信领域,基站和通信机房的耗电占据了很大的比重,也是节能减排工作开展的重点。从整个基站和机房的总能耗比例上分析,空调系统的能耗占总能耗的45%,如果能将此部分能耗降低,会为运营商带来很好的经济效益和节能效果。阿尔西制冷工程技术有限公司,作为ICT空调制冷专家,提出自然冷却制冷原理,充分利用自然冷源对基站和机房环境进行制冷,从而达到节能的目的。

  下面介绍几种应用在数据中心不同空调系统的自然冷却节能方法:

  风冷式机房专用空调机中的自然冷却方法

  风冷式机房专用空调机组采用自然冷却方式需要增加自然冷却盘管、水泵、3通调节阀、干式冷却器及管路整套设施。可以采用独立的自然冷却系统(独立的干式冷却器);也可以将干式冷却器的冷却盘管集成并安装在冷凝器的上游,从而省去干式冷却器的其他部分,当室外气温低于5℃时,可以提供全部自然冷却,当室外气温在5到20℃之间时,可以提供部分自然冷却。根据室内控制温度的设定值(假设为24℃),设置自然冷却系统的启动温度(例如当室外温度20℃时开始起动),当室外气温低于20-22℃时,空调机自动控制系统自动调节三通阀的开度,实现部分自然冷却或全部自然冷却。

  水冷式机房专用空调机组中的自然冷却方法

  这种系统的室外冷却部分一般采用干式冷却器闭式冷却系统对冷却水进行冷却,而不采用冷却塔(主要考虑到冬季低温时防止结冰,同时采用闭式冷却系统可以大大降低对水系统的维护费用与工作量)。与常规水冷式机房专用空调机组相比,这种机组增加了一个自然冷却盘管及一个三通水量调节阀。当被干式冷却器冷却后的水温低于室内温度2℃以上时,自然冷却盘管就会被启用,对室内回风进行预冷,提供部分或全部制冷量。

  冷水机组中的自然冷却方法

  冷冻水型机房空调+冷水主机的自然冷却主要体现在冷水主机的自然冷却上,冷水机组分为普通冷水主机和自然冷却冷水主机。普通冷水主机一般安装在建筑物的屋顶外部,它们专为室外安装设计,不需要增加任何针对恶劣天气的保护措施。冷水机组按照不同冷凝方式可分为风冷和水冷两种,以风冷冷水主机为例,其工作原理是:携带室内热量的高温回水流入机组,进入壳管式蒸发器,被制冷剂盘管冷却,热量传递给制冷剂,由后者带到风冷冷凝器中,由风机驱动环境空气对其进行强制散热。按经验来说,一套空调设备的平均制冷量为设计值的85%,剩下部分作为冷量备份。

  自然冷却冷水主机的工作原理:当室外温度较低时,就可以利用冷空气冷却高温回水,不需要开启压缩机即可为空调室内机提供冷量,这种方法即为自然冷却方法。利用自然冷却效应开发的冷水主机即为自然冷却冷水主机,它与普通冷水主机最大的区别在于它在冷凝盘管之前安装了自然冷却热交换盘管,旨在最先利用环境冷空气冷却盘管内的回水;另一个区别在于内部水循环系统的设计上,自然冷却循环利用三通调节阀将循环水路与自然冷却热交换盘管连接起来(如图所示)。

  其实,自然冷却冷水主机的工作原理并不复杂:当三通调节阀中旁通B完全关闭,A与C连通时,即自然冷却热交换盘管关闭,全部冷量由压缩机制冷提供;当室外温度低于回水温度时,A关闭,B与C连通,回水通过自然冷却热交换盘管预冷,然后再进入蒸发器,这样一来,压缩机只需部分工作就可以满足空调冷量的要求,从而节省了大部分能耗;而当室外温度足够低时,A关闭,B与C连通,通过自然冷却就可以完全满足空调冷量要求,压缩机停机,这时机组总能耗明显降低,只包含自然冷却系统的能耗,总之,室外温度越低,节能效果越明显。如果采用自然冷却冷水机组比普通冷水机组每年大约节能20%~50%,具体效果如何会因安装地区的气候条件而不同。


 详解乙二醇自然冷却机组

  阿尔西在2008年底,成功为某电信运营商内蒙分公司改造机房精密空调73台,涉及12个盟市如呼和浩特、包头、呼伦贝尔等市的热负荷大的核心机房,根据内蒙古当地的实际情况,利用乙二醇自然冷却原理进行节能改造,为内蒙古移动带来了很大的节能效果。

  乙二醇自然冷却节能系统利用室外冷源将室内的热量传到室外换热器的空调机组。当室内温度高于空调设定温度值时,控制系统发出信号给原风冷机组、乙二醇机组及水泵,原风冷机组停机,乙二醇机组及水泵开始运转,室外干冷器通电,室外温度传感器反馈干冷器盘管温度信号给干冷器风机,如果室外散热器盘管温度高于设置温度,风机启动,低于设置温度,风机停止运转;当室内温度低于空调设定温度值,控制系统发出信号,水泵停止工作,室外风机断电,以此来保证室内的恒定温度。在保证机房在恒温、恒湿和机房的洁净条件下,达到节能降耗的目的。

  如果空调年平均开启时间为200天,乙二醇空调消耗电能:17kW×24小时/台×200天×2/3=5.4万千瓦时/台,而相同制冷量原有空调需要消耗电量为:5.4/(17/30.5×100%)=9.8万千瓦时/台,推算可得,改造后一年节约电量:9.8-5.4=4.4万千瓦时/台,节约电费为0.6元/千瓦时×4.4=2.64万元/年/台(按每千瓦时电0.6元来计算)。

  应用在数据中心的不同空调系统中的自然冷却系统,受气候条件的影响,各地的节能效果各有不同。

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