摘要：數(shù)據(jù)中心向綠色化品質、節(jié)能化發(fā)展提供參考借鑒共同努力。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心創新延展；能耗攻堅克難；節(jié)能措施

1概述

隨著新一輪信息技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革快速發(fā)展認為，數(shù)字經(jīng)濟異軍突起，成為推動全球經(jīng)濟迅速恢復(fù)和穩(wěn)健增長的“發(fā)動機"向好態勢。作為數(shù)字經(jīng)濟的“底座"平臺建設，數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模將達5,952億元。

圖12014—2025年我國數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模與增速預(yù)測

我國數(shù)據(jù)中心將成為未來為數(shù)不多能源消耗占社會總用電量和碳排放量比例持續(xù)增長的行業(yè)貢獻力量，給全社會能源供應(yīng)和環(huán)保帶來了巨大壓力重要的作用。

圖22015-2018年中國數(shù)據(jù)中心機柜數(shù)量

2021年工信部發(fā)布的《“十四五"信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》專門設(shè)置了“綠色節(jié)能"類別的發(fā)展指標(biāo)更多可能性。工信部指出，到2025年底足夠的實力，我國新建大型和超大型數(shù)據(jù)中心有較大的節(jié)能改造空間緊迫性。

2數(shù)據(jù)中心能耗分析

數(shù)據(jù)中心一般由電網(wǎng)為其提供穩(wěn)定電源，能源消耗主要可分為以下4個部分更適合，能耗情況如圖3所示高效。

（1）IT設(shè)備：包括服務(wù)器、存儲設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備等要素配置改革，為用戶提供信息處理和存儲體系、通訊等服務(wù)系統(tǒng)，耗能占45%核心技術體系。

（2）制冷系統(tǒng)：為IT設(shè)備運行需要提供穩(wěn)定的溫開拓創新、濕度環(huán)境，主要包括：空調(diào)必然趨勢、冷源設(shè)備，送回擴大、風(fēng)系統(tǒng)多樣性，耗能占40%。

（3）電氣系統(tǒng)：主要為UPS系統(tǒng)及其他輔助照明等新格局，耗能占5%明顯。

（4）其他：主要為供配電系統(tǒng)等，耗能占10%顯示。

圖3數(shù)據(jù)中心主要能耗構(gòu)成

3數(shù)據(jù)中心節(jié)能措施

由于數(shù)據(jù)中心能耗高創新為先，因此，在技術(shù)選擇上科普活動，可采取多種技術(shù)措施創新延展，目的是能夠有效的提高能源利用效率，降低能耗長期間。

3.1電力供應(yīng)

數(shù)據(jù)中心尋求替代傳統(tǒng)供電模式的優(yōu)秀方案基本情況。

3.2數(shù)據(jù)中心電氣節(jié)能技術(shù)

3.2.1節(jié)能設(shè)備

制冷主機采用高效變頻水冷離心冷水機組，有效節(jié)約運行費用高端化，降低能耗力量。變頻機組在過渡季節(jié)、部分負荷時提高運行效率不負眾望，可顯著達到降低系統(tǒng)運行費用高效流通。

定頻泵無法根據(jù)負載變化動態(tài)調(diào)整水量，從而無法節(jié)能精準調控，如果采用變頻調(diào)速控制的水泵功能，將可以根據(jù)不同負荷和工況進行調(diào)整應用的因素之一，從而實現(xiàn)節(jié)能V泛關註？刂扑玫妮斔湍芎纳旗侗O督，關(guān)鍵是控制水泵的變頻，滿足循環(huán)流量的情況下就能壓製，盡量減少不必要的耗電更合理。

水泵變頻節(jié)能的理論依據(jù)：

P2＝P1(n2/n1)3＝P1(f2/f1)3

P1＝電機額定功率kW

P2＝實際工作頻率下的輸出功率kW

n1＝額定轉(zhuǎn)速

n2＝實際轉(zhuǎn)速

f1＝額定工作頻率，一般為50Hz

f2＝實際工作頻率Hz

由上式可知更優美，水泵耗電功率與頻率成三次方關(guān)系各方面，節(jié)能空間巨大。

變頻變流量控制是針對數(shù)據(jù)中心中節(jié)能效果更為明顯成效與經驗。

3.2.2分布式儲能UPS系統(tǒng)

UPS的作用是在市電電源中斷適應性、柴油發(fā)電機組啟動前，確保負載持續(xù)供電稍有不慎，因此重要作用，UPS系統(tǒng)包含了儲能設(shè)備，如蓄電池或飛輪最為顯著。此外尤為突出，還具有隔離市電側(cè)浪涌、電壓驟升驟降等作用環境。

在絕大多數(shù)數(shù)據(jù)中心空間載體，UPS系統(tǒng)損耗可占IT設(shè)備能耗10%以上。UPS系統(tǒng)按照系統(tǒng)大負載功率設(shè)計相對簡便。實際上重要組成部分，大部分時間的真實負載功率達不到大負載功率的需要，真實負載與額定負載的比例越小合作，UPS能效越低勃勃生機。因此，提高UPS系統(tǒng)可靠性一站式服務，降低其損耗廣度和深度，就成為UPS系統(tǒng)架構(gòu)演變的主旋律。

傳統(tǒng)集中式UPS系統(tǒng)弊端明顯智能化，單點失效科技實力、備用UPS增加了系統(tǒng)成本、能效差建設。分布式儲能UPS系統(tǒng)由電源模塊在此基礎上、控制模塊和鋰電池模塊組成的數(shù)千瓦至50MW的小型模塊，不但增加了系統(tǒng)可靠性前來體驗、可擴展性和電源管理靈活性自主研發。同時根據(jù)用戶設(shè)備進入時間確定性，分批建造，減少空載或輕載時間損耗。

3.3數(shù)據(jù)中心制冷節(jié)能技術(shù)

3.3.1提高冷凍水供回水溫度及溫差

提高冷凍水供回水溫度講故事，可以提高冷凍機的運行效率，同時可以增加自然冷卻時間性能穩定。制冷機組冷凍水出水溫度每提升1℃可節(jié)能3%～5%全面革新，變頻離心機組冷凍水出水溫度每提升1℃可節(jié)能4%～6%，節(jié)能效果明顯情況正常。

圖4為在不同的出水溫度條件下行業分類，冷水機組的制冷量與用電功率的典型關(guān)系。

圖4不同出水溫度提高鍛煉，冷水機組制冷量與用電功率關(guān)系

可以看出發展邏輯，隨著冷水機組的出水溫度的提升，對應(yīng)著的制冷量和用電功率都在增加有所提升，但發(fā)現(xiàn)制冷量的增幅更大聽得進，簡單來說，隨著冷水機組出水溫度提升先進水平，將可以用更少的電力消耗提供更多的制冷量更多可能性。提高冷水機組的出水溫度即提高末端空調(diào)的供水溫度，它引申出的另一個好處是能夠大限度利用室外冷源進行自然冷卻足夠的實力。

3.3.2提高空調(diào)機組的送回風(fēng)溫度

提高空調(diào)機組的送回風(fēng)溫度，可以通過精密空調(diào)機組設(shè)定結構，保證精密空調(diào)的運行效率更適合，降低不必要的過度制冷的能源浪費。

3.3.3間接蒸發(fā)制冷系統(tǒng)

目前數(shù)據(jù)中心能耗溝通協調，如何應(yīng)對大型制冷系統(tǒng)復(fù)雜化要素配置改革、提升交付速度，存在非常廣闊的研究空間和研究價值高效節能。

目前影響力範圍，自然冷卻技術(shù)一般有水側(cè)自然冷卻、風(fēng)側(cè)自然冷卻等新創新即將到來。風(fēng)側(cè)自然冷卻與水側(cè)自然冷卻相比邁出了重要的一步，效率更高、運行天數(shù)更長設施。風(fēng)側(cè)自然冷卻系統(tǒng)換熱更直接需求，可利用的環(huán)境氣溫更高，故全年可利用天數(shù)更多組合運用。以間接蒸發(fā)供冷技術(shù)為例更讓我明白了，機房25℃送風(fēng)情況下迎難而上，環(huán)境溫度小于19.4℃即可進行自然冷卻，而水側(cè)自然冷卻環(huán)境溫度至少要降到12℃以下探索。

在中國東部地區(qū)采用間接蒸發(fā)冷卻空調(diào)堅持先行，自然冷卻時間可達6000小時，而在西北地區(qū)能達8000小時以上滿意度。與傳統(tǒng)空調(diào)水側(cè)自然冷卻相比情況較常見，間接蒸發(fā)制冷效率更高、可利用自然溫度的時間更長機製性梗阻。

在中國東部地區(qū)采用傳統(tǒng)水側(cè)自然冷卻機製，自然冷卻時間一般小于4000小時。故在中國東部地區(qū)集成應用，采用間接蒸發(fā)冷卻空調(diào)的自然冷卻時間比傳統(tǒng)空調(diào)水側(cè)自然冷卻的時間全年多出大約2000h小時左右探討，節(jié)能效果可觀，對降低全年平均PUE值意義重大高效流通。

3.3.4采用液冷技術(shù)

液體技術(shù)是采用液體作為工質(zhì)調解製度，為發(fā)熱元件換熱。液冷分為非接觸式液冷功能、接觸液冷兩大類應用的因素之一，服務(wù)器液冷分為冷板、浸沒預期、噴淋三大液冷技術(shù)方向敢於監督。冷板式液冷是采用冷板組件與高熱流密度元件接觸，發(fā)熱量經(jīng)由冷板組件中的冷卻介質(zhì)導(dǎo)出共同，再經(jīng)由一個或多個冷卻回路熱交換傳遞推進一步，終將設(shè)備熱量散發(fā)到外環(huán)境或進行回收利用的一種液冷實現(xiàn)方式。浸沒式液冷是將服務(wù)器浸沒在冷媒（冷卻液）中簡單化，依靠液體流動循環(huán)帶走熱量力度。

液冷技術(shù)相比傳統(tǒng)風(fēng)冷技術(shù)在散熱效率、能源利用率等方面具備顯著優(yōu)勢系統性，而隨著數(shù)據(jù)中心向著高密高電的方向發(fā)展勇探新路，傳統(tǒng)的風(fēng)冷技術(shù)已經(jīng)不能滿足其散熱需求。采用液冷技術(shù)也將成為大的趨勢傳遞。

3.4其他節(jié)能技術(shù)

3.4.1余熱利用

數(shù)據(jù)中心遵循密度越來越高的趨勢試驗，產(chǎn)生的熱量也越來越多。

如果利用熱泵技術(shù)將數(shù)據(jù)中心PUE提供有力支撐，還能有效幫助用戶降低用熱成本切實把製度。

3.4.2能源管控平臺

通過構(gòu)建能源管控平臺，實現(xiàn)多能流自行開發，多時空的能源數(shù)據(jù)監(jiān)測和統(tǒng)計進行部署，在保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定責任、供需匹配為前提，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)接入保護好、能效分析組建、能源監(jiān)控與調(diào)度優(yōu)化，保證能源系統(tǒng)的穩(wěn)定特點、經(jīng)濟運行深刻變革，通過能源系統(tǒng)的分級調(diào)度與控制，降低能源成本和諧共生、提高能源的綜合利用水平質生產力，大限度的節(jié)能運行。

綜合能源管控系統(tǒng)從不同維度實現(xiàn)統(tǒng)一集中監(jiān)控技術交流、能源運行管理先進的解決方案、能源系統(tǒng)運行優(yōu)化的功能。具體內(nèi)容可為：

（1）能源系統(tǒng)集中監(jiān)控：包括數(shù)據(jù)采集與處理創造更多、事件及報警處理宣講活動、實時運行監(jiān)控和專題場景監(jiān)控；（2）能源運行管理：包括能源指標(biāo)分析工藝技術、供能質(zhì)量分析效率、綜合指標(biāo)報表、綜合調(diào)度運行產能提升；（3）能源系統(tǒng)運行優(yōu)化：包括網(wǎng)絡(luò)化建模適應性、供需平衡分析等協(xié)同優(yōu)化。綜合能源管控平臺的建設(shè)通過活化，將對數(shù)據(jù)中心帶來以下效益：

①降低能源成本

數(shù)字化綜合能源管控平臺面向，基于輸入的能源系統(tǒng)子模塊歷史數(shù)據(jù)，以及運行時實時監(jiān)控數(shù)據(jù)研學體驗，利用經(jīng)過訓(xùn)練的模型，根據(jù)經(jīng)濟性佳的優(yōu)化目標(biāo)進行仿真分析最為突出，終得到綜合能源系統(tǒng)設(shè)計方案及各機組容量落實落細，及運行期間響應(yīng)實時能源需求的實時策略，大精度地保證整體系統(tǒng)經(jīng)濟性優(yōu)高效化，將能源成本從數(shù)學(xué)模型分析的角度製高點項目，降低。

②提高能源效率

在獲得大量的能源系統(tǒng)模塊負荷數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上範圍和領域，充分發(fā)揮能源系統(tǒng)內(nèi)各模塊的作用有所增加，根據(jù)消耗對電、熱更高要求、冷等供能質(zhì)量的需求越來越重要的位置，生成關(guān)鍵能源質(zhì)量指標(biāo)新技術。

通過調(diào)度，耦合順滑地配合，在保證匹配各種能源實時負荷的前提下深入，通過調(diào)度不同的能源模塊，從系統(tǒng)層次提高整體能源使用效率前沿技術，增加能源供應(yīng)管理基礎，避免能源浪費。

③提高能源系統(tǒng)可靠性

可以根據(jù)系統(tǒng)運行的動態(tài)情況多種方式，進行運行集中監(jiān)控對外開放，對可能出現(xiàn)的異常進行預(yù)警，及時下發(fā)新系統(tǒng)運行策略深入交流研討，保證用戶端負荷匹配資料。同時可設(shè)計專題場景，便于運維管理人員可以便捷需求、容易獲取相關(guān)監(jiān)控信息配套設備，分析結(jié)果。

4安科瑞能耗統(tǒng)計分析（能源管理）解決方案

4.1能效管理解決方案介紹

建立高效的能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)相對開放，對建筑各類耗能設(shè)備能耗數(shù)據(jù)進行實時測量推進高水平，對采集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析。能夠合理的確定各區(qū)域建筑能耗經(jīng)濟指標(biāo)及績效考核指標(biāo)拓展應用，發(fā)現(xiàn)能源使用規(guī)律和能源浪費情況生產創效，提高人員主動節(jié)能的意識。

①　搭建數(shù)據(jù)中心智慧能源管理系統(tǒng)的基本框架管理，對各個用能環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)測優化上下；

②　排碳數(shù)據(jù)化：通過系統(tǒng)可實現(xiàn)建筑單位內(nèi)人均能耗分析（包括水、電模樣、能量）生產體系，實現(xiàn)低碳辦公數(shù)據(jù)化；

③　區(qū)域能效比：實現(xiàn)建筑單位內(nèi)區(qū)域能耗對比很重要，方便能耗考核能力和水平；

④　同期能效比：實現(xiàn)同年、同期異常狀況、同一區(qū)域能耗對比研究，方便節(jié)能數(shù)據(jù)分析；

⑤　能耗評估管理：按照能源消耗定額標(biāo)準(zhǔn)約束值應用創新、標(biāo)準(zhǔn)值提高、引導(dǎo)值進行分析單位面積能耗和人均能耗指標(biāo)；

⑥　能耗競爭排名：各個功能區(qū)能耗對比，實現(xiàn)能耗排名交流，增強工作人員的節(jié)能意識基礎；

⑦　對能耗的使用數(shù)據(jù)進行綜合的分析、統(tǒng)計推進一步、打印和查詢等功能經過，并根據(jù)能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)的需要可選擇不同樣式報表的打印。為能耗運營管理部門提供可靠的依據(jù)力度；

⑧　能耗數(shù)據(jù)采集明確了方向，隨時查詢，并根據(jù)采集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析勇探新路，監(jiān)測異常能源用量單產提升，對能源智能儀表故障進行報警，提高系統(tǒng)信息化長足發展、自動化水平今年。

4.2能源管理系統(tǒng)硬件配置

5結(jié)語

隨著低碳減排的持續(xù)推進影響，特別是在我國“雙碳"目標(biāo)已確立的大背景下，數(shù)據(jù)中心行業(yè)更早實現(xiàn)碳中和及綠色節(jié)能的目標(biāo)技術節能。

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