機(jī)房節(jié)能技術(shù)探索

2010年10月24日 21:43:26人氣：1912來(lái)源：北京華強(qiáng)恒通環(huán)控設(shè)備科技發(fā)展有限公司

各位來(lái)賓上午好，首先感謝通信協(xié)會(huì)給我這個(gè)機(jī)會(huì)，讓我來(lái)介紹北京聯(lián)通近些年來(lái)在IDC機(jī)房節(jié)能減排方面的研究工作，把一些研究心得跟大家分享。

這個(gè)題目叫北京聯(lián)通IDC機(jī)房節(jié)能減排技術(shù)探索，其中有很多技術(shù)是非IDC領(lǐng)域，我們實(shí)驗(yàn)研究獲得成功，推廣到IDC機(jī)房，有些技術(shù)是在IDC機(jī)房獲得成功的研究成果，也推廣到普通的交換系統(tǒng)。

大家知道從北京電信時(shí)期開(kāi)始，我們就已經(jīng)開(kāi)始了節(jié)能減排技術(shù)的研究工作。節(jié)能減排概念是在05年前后提出的，在十一五規(guī)劃綱要上提出的，在這之前北京公司在節(jié)能減排方面做了一些工作，更多的是出于一些節(jié)約費(fèi)用，降低維護(hù)工作量，從這個(gè)角度出發(fā)做的工作，它也帶來(lái)了一些節(jié)能的效益。從節(jié)能減排的概念提出以后，北京公司開(kāi)始系統(tǒng)化的在這方面做了很多技術(shù)研究。

環(huán)保制冷劑大概是2000年前中國(guó)政府提出了逐步淘汰消耗臭氧層物質(zhì)的目標(biāo)，當(dāng)時(shí)北京公司叫北京電信，從01年開(kāi)始安排了清華三號(hào)制冷劑。這種媒介從它的物理參數(shù)和22的比較上也能看出來(lái)，它的分子量比較小，領(lǐng)結(jié)壓力比較大，決定了它有一定的節(jié)能空間。從01年10月份開(kāi)始，北京公司在全網(wǎng)機(jī)房空調(diào)有四種機(jī)型，做了四次實(shí)驗(yàn)，歷時(shí)兩年，綜合節(jié)能率為20%。研究初衷是為了減少對(duì)臭氧層的破壞，實(shí)驗(yàn)之后發(fā)現(xiàn)它有很好的節(jié)能效果，之后陸續(xù)的推廣，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)現(xiàn)存的空調(diào)隨著工程和維修，我們就換上這種制冷劑，新?lián)Q。機(jī)房一律使用這種這種制冷劑。

第二種技術(shù)叫做濕膜加濕機(jī)替代空調(diào)機(jī)加濕功能，從96年開(kāi)始，我們之前是自覺(jué)性的工作，當(dāng)時(shí)是為了降低維護(hù)工作量，減少耗材備件損耗，以及節(jié)省電費(fèi)，從這個(gè)角度開(kāi)始引進(jìn)濕膜加濕機(jī)，我們選了兩個(gè)地點(diǎn)，每天濕膜加濕機(jī)耗電不到十度，用空調(diào)加濕大概20到30度。維護(hù)周期做了一個(gè)簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)，不同居所空調(diào)機(jī)有幾臺(tái)做維護(hù)，濕膜加濕機(jī)一半一個(gè)機(jī)房配一兩臺(tái)就夠，比空調(diào)少。過(guò)去冬季日常維護(hù)工作主要是清理加濕灌，換了濕膜加濕機(jī)工作想大大降低。之后我們陸續(xù)的招了數(shù)百臺(tái)這樣的設(shè)備，在降低維護(hù)工作量帶來(lái)節(jié)能效果的同時(shí)，機(jī)房濕度顯著提高。

前兩個(gè)技術(shù)比較典型的是以前我們做的項(xiàng)目，從04年以后，開(kāi)始我們有目的的做一些技術(shù)研究zui早是新風(fēng)換熱系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)期間節(jié)能率達(dá)到了60%，效果很好，但北京地區(qū)冬季氣候干燥，濕膜加濕機(jī)通過(guò)空氣置換的方式把余熱排出室外，不可避免把空氣中水分帶走，這樣主要問(wèn)題是機(jī)房?jī)?nèi)的冬季濕度指標(biāo)很難保證，同時(shí)北京的早些年冬季空氣質(zhì)量非常差，二氧化硫指標(biāo)比較高，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行對(duì)機(jī)房的事故安全也是潛在的威脅。說(shuō)一這種新風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)在北京公司沒(méi)有大面積鋪開(kāi)。這個(gè)基礎(chǔ)上我們進(jìn)行了隔離性的熱交換器的研究，這是新風(fēng)節(jié)能有很多不足的基礎(chǔ)上做的研究，它是在設(shè)備內(nèi)有一個(gè)換熱芯，熱交換芯體，室內(nèi)外風(fēng)機(jī)把室外冷風(fēng)跟室內(nèi)熱風(fēng)器吸入到熱交換器內(nèi)進(jìn)行熱量交換，把己方內(nèi)的余熱排出室外，減少空調(diào)的使用，可以保證機(jī)房?jī)?nèi)的濕度和潔凈度的要求。07年1月在選定的一個(gè)機(jī)所，我們進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，北京平均氣溫是零下一度，機(jī)房?jī)?nèi)控制溫度是23到24度。熱交換器和空調(diào)各運(yùn)行7天時(shí)間，能耗下降很多，這是一個(gè)很顯著的效果。隔離性熱交換器在隨后幾年北京公司也在大力推廣，現(xiàn)在裝了有兩三百臺(tái)。在這個(gè)基礎(chǔ)上我們后來(lái)又研究過(guò)智能隔離一體機(jī)，就是熱交換器和空調(diào)機(jī)合二為一，整個(gè)控制都是全自動(dòng)完成的，室外氣溫低到足夠低的時(shí)候切換到熱交換機(jī)。白天或者夏天就開(kāi)啟空調(diào)。這樣對(duì)面積比較小的機(jī)房還有一個(gè)好處，節(jié)省一些安裝空間。還有一些大型的隔離型熱交換系統(tǒng)準(zhǔn)備繼續(xù)使用，后面也會(huì)提到。

隔離性熱交換器我們又叫柜式換熱系統(tǒng)，特點(diǎn)就是對(duì)中小型機(jī)房比較合適，因?yàn)樗@種中間換熱的芯體大換熱量的時(shí)候占用空間比較大，體積也很龐大，這樣對(duì)一些大型的數(shù)據(jù)機(jī)房，比如IDC機(jī)房，因?yàn)榭諡V密度比較高，設(shè)備安裝密度比較緊湊，可利用空間比較小，利用普通設(shè)備實(shí)現(xiàn)的節(jié)能空間很小。這樣我們就開(kāi)始著手研究熱管綜合節(jié)能系統(tǒng)。熱管的概念我們查了一些資料，熱管綜合節(jié)能系統(tǒng)換熱量能做到350千瓦，比柜式換熱器大很多。還有其他的優(yōu)點(diǎn)，這里不細(xì)說(shuō)。熱管的概念是42年美國(guó)人提出的，64年美國(guó)的航天器受使用，這是簡(jiǎn)單的原理介紹，熱端吸收熱量之后媒介蒸發(fā)，氣體往上走，到了冷區(qū)，和冷區(qū)進(jìn)行熱量交換，又流回?zé)釁^(qū)，在熱管內(nèi)自動(dòng)的往復(fù)工作，把熱量快速帶走。我們?cè)?jīng)做過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，一跟大概20公分長(zhǎng)，5毫米直徑的熱管，和同尺寸的鋁棒，暖瓶里倒出熱水，不到十分鐘左右，鋁棒的水還是燙的，但另外熱管的那杯水已經(jīng)不是很熱了，這是很直觀(guān)的熱管傳熱能力。我也看到一些資料，說(shuō)熱管傳熱速度是普通金屬的大概一千倍，它的特性決定了它是很好的熱交換元件。

我們選的實(shí)驗(yàn)機(jī)房不到300平米，冬季需要開(kāi)啟兩臺(tái)空調(diào)，因?yàn)闄C(jī)房設(shè)備排列的問(wèn)題，空調(diào)送風(fēng)遠(yuǎn)端區(qū)域存在過(guò)熱的現(xiàn)象，發(fā)熱量大的設(shè)備離空調(diào)比較遠(yuǎn)大實(shí)驗(yàn)配置了熱管系統(tǒng)，換熱兩50千瓦，冬季基本可以替代一臺(tái)空調(diào)工作。同時(shí)配置了送風(fēng)通道送到遠(yuǎn)端區(qū)域，整個(gè)系統(tǒng)耗電設(shè)備就兩臺(tái)風(fēng)機(jī)，zui大的滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)候大概不到七千瓦。09年末到10年初進(jìn)行了91天的實(shí)驗(yàn)，分兩個(gè)階段，*階段是室外的溫度不是很低的時(shí)候，在10、11月份，我們是一臺(tái)空調(diào)和熱管系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行，和兩臺(tái)空調(diào)*運(yùn)行做對(duì)比。第二階段北京冬季氣溫很低的情況下，把兩臺(tái)空調(diào)關(guān)了開(kāi)熱管節(jié)能系統(tǒng)和兩臺(tái)空調(diào)運(yùn)行進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果*階段節(jié)電率50以上，日均節(jié)電兩是287度。第二階段日均節(jié)能70%多，節(jié)能效果非常顯著。但它對(duì)大型機(jī)房比較合適，模塊性機(jī)房我們也做過(guò)熱管的實(shí)驗(yàn)，效果也很好，只是這種技術(shù)的費(fèi)用相對(duì)比較高。

IDC機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化配置方法，北京聯(lián)通早期建設(shè)的IDC機(jī)房存在很多問(wèn)題，比如因?yàn)檎J(rèn)識(shí)關(guān)系或者其他一些觀(guān)念上的問(wèn)題，我們?cè)缙诮ǖ臋C(jī)房絕大部分采用上送通風(fēng)式，有些機(jī)房沒(méi)有冷熱分區(qū)等等。機(jī)房發(fā)現(xiàn)很多問(wèn)題，設(shè)計(jì)階段都認(rèn)為沒(méi)問(wèn)題的問(wèn)題實(shí)踐中會(huì)出現(xiàn)。我們?cè)?jīng)調(diào)查過(guò)一些機(jī)房，比如這個(gè)機(jī)房每平米平均功耗1000瓦，我們制冷量1800瓦，換氣量每小時(shí)102次，這樣的空調(diào)系統(tǒng)感覺(jué)使用效果還是不理想。這樣我們很困惑，不知道什么原因，早期做項(xiàng)目之前對(duì)整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)包括氣流組織的認(rèn)識(shí)不是很夠。這樣我們進(jìn)行了項(xiàng)目研究。研究?jī)?nèi)容包括機(jī)房現(xiàn)狀調(diào)查、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)實(shí)測(cè)、主流服務(wù)器相關(guān)參數(shù)調(diào)研、對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的定義含義進(jìn)行準(zhǔn)確描述、對(duì)IDC機(jī)房環(huán)境進(jìn)行了CSD模擬計(jì)算，比較了*運(yùn)營(yíng)商的經(jīng)驗(yàn)，zui后給出了這樣的方法和建議。

這里把一些簡(jiǎn)單的結(jié)論性的東西跟大家分享。*是要求機(jī)架布置是冷熱分區(qū)，我不多解釋了。送風(fēng)方式研究結(jié)論是地板下送風(fēng)方式更適合數(shù)據(jù)機(jī)房，尤其是功率密度比較高的機(jī)房。上送風(fēng)這種方式對(duì)于功率密度適中的機(jī)房也可以使用，風(fēng)道的出風(fēng)口一定要盡可能下移，到設(shè)備的冷區(qū)，我們?cè)缙诮ǖ娘L(fēng)道口比較高，這里介紹一下實(shí)例，08年初07年夏季我們有一個(gè)機(jī)房，我們認(rèn)為建的比較好的，是冷熱分區(qū)的方式，但07年夏季，隨著客戶(hù)服務(wù)器數(shù)量裝的比較滿(mǎn)，不斷的投訴說(shuō)機(jī)房過(guò)熱，空調(diào)配的不足。08年初維護(hù)單位提出立項(xiàng)的請(qǐng)求，希望增加空調(diào)，我們到現(xiàn)場(chǎng)，這是項(xiàng)目完成之后，根據(jù)他的建議到現(xiàn)場(chǎng)看了情況，給出了不光空調(diào)對(duì)風(fēng)口進(jìn)行下移改造，并且在機(jī)架內(nèi)有一些服務(wù)器空間加擋板的方式。改造之后情況變得非常好，沒(méi)有再投訴。兩臺(tái)空調(diào)的建設(shè)大概要五、六十萬(wàn)投資，我們改造不到十萬(wàn)塊錢(qián)。不光投資節(jié)省，能耗也自然的減少。

還有其他的一些結(jié)論和建議，通過(guò)CFD模擬結(jié)膜表明，熱區(qū)寬度越大越利于散熱。IDC機(jī)架冷區(qū)寬度不小于1米，熱區(qū)不小于80公分，我們現(xiàn)在沒(méi)有搞明白為什么是這樣的設(shè)置要求的，但我們模擬的結(jié)果看，熱區(qū)寬度越大越利于散熱。后面新建的機(jī)房里，有意布置了這兩種方式，我們將看看哪個(gè)方式更好。在冷源上建立大中型數(shù)據(jù)機(jī)房水冷型空調(diào)更合適。因?yàn)樵缙卩]電部時(shí)期，就有過(guò)相關(guān)的規(guī)定，水禁止進(jìn)機(jī)房的，隨后在項(xiàng)目的建議，我們根據(jù)了特殊情況，機(jī)房因?yàn)榭照{(diào)機(jī)數(shù)量比較大，冷凝器噪音對(duì)周邊居民形成污染，為了*解決這個(gè)問(wèn)題，我們公司領(lǐng)導(dǎo)拍板決定形成空調(diào)系統(tǒng)改造，改造成水冷空調(diào)。從我們后續(xù)測(cè)算看，水冷型空調(diào)和原來(lái)的空調(diào)相比有很大的節(jié)能效果，更適合大型數(shù)據(jù)系統(tǒng)使用，這是實(shí)驗(yàn)的結(jié)論和我們實(shí)踐的證明，有這樣的體會(huì)。機(jī)架形勢(shì)采用開(kāi)場(chǎng)式機(jī)架，現(xiàn)在IDC機(jī)房選用的機(jī)架一般選用兩種，一個(gè)是開(kāi)場(chǎng)式機(jī)架，還有前后帶門(mén)的封閉式機(jī)柜。結(jié)論是開(kāi)場(chǎng)式機(jī)架更利于散熱。

再有一個(gè)環(huán)境溫度的定義，一般說(shuō)IDC機(jī)房是23、25度，以往概念上都是環(huán)境溫度，跟客戶(hù)也是多年打架，客戶(hù)一說(shuō)溫度高，我們拿表一側(cè)說(shuō)環(huán)境溫度達(dá)標(biāo)，很多時(shí)候說(shuō)服不了客戶(hù)，我們自己心里也沒(méi)有底，到底機(jī)房環(huán)境溫度是什么。通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目的研究，我們zui后也是明白了，環(huán)境溫度只的是服務(wù)器正面進(jìn)風(fēng)口的溫度，一般服務(wù)器有12個(gè)溫差，滿(mǎn)負(fù)荷工作的時(shí)候，正面23度，背面25度，這是正常工作標(biāo)準(zhǔn)。隨后我們也遇到了這樣的情況，客戶(hù)投訴說(shuō)溫度高，要求我們解決，到了機(jī)房我們一看，把表放到服務(wù)器后面，30度，前面23度，這樣跟客戶(hù)做了一些解釋工作，避免了解紛。

空調(diào)機(jī)冷凝器自動(dòng)霧化節(jié)能技術(shù)，這個(gè)技術(shù)在上海電信實(shí)際使用研究的基礎(chǔ)上引進(jìn)的，上海地區(qū)水質(zhì)比較好，噴霧裝上就可以用，北京地區(qū)我們?cè)谇捌谝矒?dān)心水質(zhì)的問(wèn)題，因?yàn)橐郧暗慕?jīng)驗(yàn)，就是夏季空調(diào)冷凝器會(huì)造成很多水垢的問(wèn)題。這種用法對(duì)水的要求、冷凝器的上海一直是我們比較擔(dān)心的。這個(gè)實(shí)驗(yàn)我們是去年做的，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行了必要的處理，節(jié)能效果肯定很明顯，而且耗水量并不是很高，我們測(cè)算過(guò)，單機(jī)組每小時(shí)大概是20升，實(shí)際上如果我們的冷凝器運(yùn)行環(huán)境很惡劣耗水量更大，這種技術(shù)也有節(jié)水的空間。09年我們對(duì)147臺(tái)空調(diào)進(jìn)行空調(diào)機(jī)冷凝器自動(dòng)霧化的實(shí)驗(yàn)，空調(diào)機(jī)制冷量不一樣，大小空調(diào)都有空調(diào)機(jī)型也多樣，平均節(jié)能率在10%到20%，這跟機(jī)房的負(fù)荷和空調(diào)機(jī)的配置有關(guān)，zui高實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)達(dá)到了65%的節(jié)能效果。試驗(yàn)項(xiàng)目總的節(jié)能率達(dá)到18%，耗水90萬(wàn)公斤。這個(gè)系統(tǒng)在北京我們成功的實(shí)驗(yàn)，得益于水處理的環(huán)節(jié)，里面采取的四種手段，zui后形成的結(jié)果是水正常情況下，我們以前做一些降溫處理的時(shí)候發(fā)現(xiàn)時(shí)間長(zhǎng)了之后冷凝器水垢是板結(jié)狀的，清潔很難，這種系統(tǒng)做下來(lái)水垢沒(méi)有*去除掉，還是隨著噴霧噴到冷凝器上，但水溝是松散裝的，通過(guò)一些簡(jiǎn)單的方式很容易清理掉，這樣的方式有利于我們使用這樣的技術(shù)。

電池組性能分析與失效不多說(shuō)，我們對(duì)新裝的蓄電池從一開(kāi)始就進(jìn)行智能檔案.

前面提到還有其他的節(jié)能技術(shù)成果，推廣和改造工作我也提到了，成熟的技術(shù)我們將推廣使用，也通過(guò)一些企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)形式把相對(duì)成熟的技術(shù)規(guī)定下來(lái)，在新建項(xiàng)目里我們考慮到日后節(jié)能項(xiàng)目所需要的*條件，我們?cè)诮ǖ腎DC機(jī)房樓，我們做大型的換熱系統(tǒng)需要在墻上開(kāi)一些洞，建設(shè)樓的時(shí)候就預(yù)留好，為將來(lái)的節(jié)能技術(shù)推廣奠定條件。謝謝大家！

關(guān)鍵詞：熱交換器換熱器冷凝器進(jìn)風(fēng)口電池

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