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

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心；能耗線上線下；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)展創新延展，數(shù)字經(jīng)濟異軍突起規劃，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"相關性。作為數(shù)字經(jīng)濟的“底座"完成的事情，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)穩定，給全社會能源供應(yīng)和環(huán)保帶來了巨大壓力改造層面。

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。工信部指出優勢與挑戰，到2025年底利用好，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。

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)定電源最為顯著，能源消耗主要可分為以下4個部分尤為突出，能耗情況如圖3所示。

（1）IT設(shè)備：包括服務(wù)器環境、存儲設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備等空間載體，為用戶提供信息處理和存儲、通訊等服務(wù)系統(tǒng)相對簡便，耗能占45%重要組成部分。

（2）制冷系統(tǒng)：為IT設(shè)備運行需要提供穩(wěn)定的溫、濕度環(huán)境合作，主要包括：空調(diào)勃勃生機、冷源設(shè)備，送回極致用戶體驗、風系統(tǒng)提供有力支撐，耗能占40%。

（3）電氣系統(tǒng)：主要為UPS系統(tǒng)及其他輔助照明等建議，耗能占5%品率。

（4）其他：主要為供配電系統(tǒng)等，耗能占10%不斷發展。

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)中心能耗高積極影響，因此，在技術(shù)選擇上緊密協作，可采取多種技術(shù)措施越來越重要，目的是能夠有效的提高能源利用效率，降低能耗發揮重要作用。

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)秀方案醒悟。

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)約運行費用高質量，降低能耗能運用。變頻機組在過渡季節(jié)達到、部分負荷時提高運行效率，可顯著達到降低系統(tǒng)運行費用不可缺少。

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)能特點，如果采用變頻調(diào)速控制的水泵提高鍛煉，將可以根據(jù)不同負荷和工況進行調(diào)整，從而實現(xiàn)節(jié)能凝聚力量∮兴嵘?？刂扑玫妮斔湍芎模P(guān)鍵是控制水泵的變頻新的力量，滿足循環(huán)流量的情況下先進水平，盡量減少不必要的耗電。

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＝額定工作頻率全面展示，一般為50Hz

f2＝實際工作頻率Hz

由上式可知重要平臺，水泵耗電功率與頻率成三次方關(guān)系，節(jié)能空間巨大核心技術。

變頻變流量控制是針對數(shù)據(jù)中心中節(jié)能效果更為明顯應用提升。

3.2.2分布式儲能UPS系統(tǒng)

UPS的作用是在市電電源中斷、柴油發(fā)電機組啟動前創造性，確保負載持續(xù)供電發展的關鍵，因此，UPS系統(tǒng)包含了儲能設(shè)備規模設備，如蓄電池或飛輪真諦所在。此外，還具有隔離市電側(cè)浪涌競爭力、電壓驟升驟降等作用充分。

在絕大多數(shù)數(shù)據(jù)中心，UPS系統(tǒng)損耗可占IT設(shè)備能耗10%以上製造業。UPS系統(tǒng)按照系統(tǒng)大負載功率設(shè)計優化服務策略。實際上，大部分時間的真實負載功率達不到大負載功率的需要發展基礎，真實負載與額定負載的比例越小兩個角度入手，UPS能效越低。因此同期，提高UPS系統(tǒng)可靠性生產效率，降低其損耗，就成為UPS系統(tǒng)架構(gòu)演變的主旋律效果。

傳統(tǒng)集中式UPS系統(tǒng)弊端明顯使用，單點失效合規意識、備用UPS增加了系統(tǒng)成本、能效差主要抓手。分布式儲能UPS系統(tǒng)由電源模塊體製、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)可靠性創新科技、可擴展性和電源管理靈活性服務延伸。同時根據(jù)用戶設(shè)備進入時間，分批建造具有重要意義，減少空載或輕載時間進一步。

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，可以提高冷凍機的運行效率強大的功能，同時可以增加自然冷卻時間實際需求。制冷機組冷凍水出水溫度每提升1℃可節(jié)能3%～5%，變頻離心機組冷凍水出水溫度每提升1℃可節(jié)能4%～6%優勢，節(jié)能效果明顯善謀新篇。

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

圖4不同出水溫度重要的作用，冷水機組制冷量與用電功率關(guān)系

可以看出，隨著冷水機組的出水溫度的提升規模最大，對應(yīng)著的制冷量和用電功率都在增加穩中求進，但發(fā)現(xiàn)制冷量的增幅更大，簡單來說最深厚的底氣，隨著冷水機組出水溫度提升協同控製，將可以用更少的電力消耗提供更多的制冷量。提高冷水機組的出水溫度即提高末端空調(diào)的供水溫度品質，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利用好。

3.3.2提高空調(diào)機組的送回風溫度

提高空調(diào)機組的送回風溫度，可以通過精密空調(diào)機組設(shè)定解決問題，保證精密空調(diào)的運行效率系列，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)中心能耗相互配合，如何應(yīng)對大型制冷系統(tǒng)復(fù)雜化慢體驗、提升交付速度，存在非常廣闊的研究空間和研究價值智能化。

目前科技實力，自然冷卻技術(shù)一般有水側(cè)自然冷卻、風側(cè)自然冷卻等技術研究。風側(cè)自然冷卻與水側(cè)自然冷卻相比重要的，效率更高開展研究、運行天數(shù)更長。風側(cè)自然冷卻系統(tǒng)換熱更直接相互融合，可利用的環(huán)境氣溫更高首要任務，故全年可利用天數(shù)更多。以間接蒸發(fā)供冷技術(shù)為例不同需求，機房25℃送風情況下先進的解決方案，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℃以下創造更多。

在中國東部地區(qū)采用間接蒸發(fā)冷卻空調(diào)，自然冷卻時間可達6000小時不斷進步，而在西北地區(qū)能達8000小時以上工藝技術。與傳統(tǒng)空調(diào)水側(cè)自然冷卻相比，間接蒸發(fā)制冷效率更高規模、可利用自然溫度的時間更長近年來。

在中國東部地區(qū)采用傳統(tǒng)水側(cè)自然冷卻，自然冷卻時間一般小于4000小時發展目標奮鬥。故在中國東部地區(qū)技術先進，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，節(jié)能效果可觀延伸，對降低全年平均PUE值意義重大認為。

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)，為發(fā)熱元件換熱新趨勢。液冷分為非接觸式液冷反應能力、接觸液冷兩大類，服務(wù)器液冷分為冷板學習、浸沒結構重塑、噴淋三大液冷技術(shù)方向。冷板式液冷是采用冷板組件與高熱流密度元件接觸應用優勢，發(fā)熱量經(jīng)由冷板組件中的冷卻介質(zhì)導(dǎo)出高質量發展，再經(jīng)由一個或多個冷卻回路熱交換傳遞，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)方式高效節能。浸沒式液冷是將服務(wù)器浸沒在冷媒（冷卻液）中更默契了，依靠液體流動循環(huán)帶走熱量。

液冷技術(shù)相比傳統(tǒng)風冷技術(shù)在散熱效率共同學習、能源利用率等方面具備顯著優(yōu)勢順滑地配合，而隨著數(shù)據(jù)中心向著高密高電的方向發(fā)展，傳統(tǒng)的風冷技術(shù)已經(jīng)不能滿足其散熱需求效高。采用液冷技術(shù)也將成為大的趨勢前沿技術。

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基礎，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多種方式，還能有效幫助用戶降低用熱成本對外開放。

3.4.2能源管控平臺

通過構(gòu)建能源管控平臺，實現(xiàn)多能流深入交流研討，多時空的能源數(shù)據(jù)監(jiān)測和統(tǒng)計資料，在保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定、供需匹配為前提關註度，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)接入橫向協同、能效分析、能源監(jiān)控與調(diào)度優(yōu)化敢於挑戰，保證能源系統(tǒng)的穩(wěn)定不斷創新、經(jīng)濟運行，通過能源系統(tǒng)的分級調(diào)度與控制提供了遵循，降低能源成本參與水平、提高能源的綜合利用水平，大限度的節(jié)能運行服務效率。

綜合能源管控系統(tǒng)從不同維度實現(xiàn)統(tǒng)一集中監(jiān)控明確相關要求、能源運行管理、能源系統(tǒng)運行優(yōu)化的功能統籌發展。具體內(nèi)容可為：

（1）能源系統(tǒng)集中監(jiān)控：包括數(shù)據(jù)采集與處理深化涉外、事件及報警處理、實時運行監(jiān)控和專題場景監(jiān)控創新科技；（2）能源運行管理：包括能源指標分析服務延伸、供能質(zhì)量分析、綜合指標報表具有重要意義、綜合調(diào)度運行進一步；（3）能源系統(tǒng)運行優(yōu)化：包括網(wǎng)絡(luò)化建模、供需平衡分析等協(xié)同優(yōu)化應用創新。綜合能源管控平臺的建設(shè)提高，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，基于輸入的能源系統(tǒng)子模塊歷史數(shù)據(jù)的特性，以及運行時實時監(jiān)控數(shù)據(jù)交流，利用經(jīng)過訓(xùn)練的模型，根據(jù)經(jīng)濟性佳的優(yōu)化目標進行仿真分析提供堅實支撐，終得到綜合能源系統(tǒng)設(shè)計方案及各機組容量還不大，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)，將能源成本從數(shù)學(xué)模型分析的角度發揮作用，降低良好。

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，充分發(fā)揮能源系統(tǒng)內(nèi)各模塊的作用銘記囑托，根據(jù)消耗對電引領、熱、冷等供能質(zhì)量的需求示範，生成關(guān)鍵能源質(zhì)量指標應用前景。

通過調(diào)度，耦合運行好，在保證匹配各種能源實時負荷的前提下首次，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部署安排，增加能源供應(yīng)管理方案，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)情況了解情況，進行運行集中監(jiān)控，對可能出現(xiàn)的異常進行預(yù)警技術研究，及時下發(fā)新系統(tǒng)運行策略重要的，保證用戶端負荷匹配。同時可設(shè)計專題場景姿勢，便于運維管理人員可以便捷相互融合、容易獲取相關(guān)監(jiān)控信息，分析結(jié)果綠色化。

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)不同需求，對建筑各類耗能設(shè)備能耗數(shù)據(jù)進行實時測量，對采集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析建設應用。能夠合理的確定各區(qū)域建筑能耗經(jīng)濟指標及績效考核指標支撐作用，發(fā)現(xiàn)能源使用規(guī)律和能源浪費情況，提高人員主動節(jié)能的意識動力。

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

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（包括水效高性、電模式、能量），實現(xiàn)低碳辦公數(shù)據(jù)化提升；

③　區(qū)域能效比：實現(xiàn)建筑單位內(nèi)區(qū)域能耗對比高品質，方便能耗考核；

④　同期能效比：實現(xiàn)同年支撐能力、同期資源優勢、同一區(qū)域能耗對比高效利用，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準約束值長效機製、標準值講實踐、引導(dǎo)值進行分析單位面積能耗和人均能耗指標；

⑥　能耗競爭排名：各個功能區(qū)能耗對比奮戰不懈，實現(xiàn)能耗排名市場開拓，增強工作人員的節(jié)能意識；

⑦　對能耗的使用數(shù)據(jù)進行綜合的分析大大縮短、統(tǒng)計要落實好、打印和查詢等功能，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更默契了。為能耗運營管理部門提供可靠的依據(jù)先進技術；

⑧　能耗數(shù)據(jù)采集，隨時查詢不合理波動，并根據(jù)采集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析宣講手段，監(jiān)測異常能源用量，對能源智能儀表故障進行報警積極拓展新的領域，提高系統(tǒng)信息化配套設備、自動化水平。

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，特別是在我國“雙碳"目標已確立的大背景下發揮重要帶動作用，數(shù)據(jù)中心行業(yè)更早實現(xiàn)碳中和及綠色節(jié)能的目標意向。

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