某災(zāi)備中心節(jié)能改造項(xiàng)目實(shí)施成果分析

唐夢(mèng)辰 葛然

摘 要：根據(jù)《重點(diǎn)耗能設(shè)備高效節(jié)能運(yùn)行研究報(bào)告》，制定滿足某災(zāi)備中心節(jié)能需求的工作方案，提供《專項(xiàng)節(jié)能改造方案建議》。選取幾項(xiàng)低成本、保安全的技術(shù)措施，進(jìn)行有序?qū)嵤?，使得?shù)據(jù)中心全年實(shí)現(xiàn)能耗降低30%的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：節(jié)能改造；空調(diào)系統(tǒng)；溫度；系統(tǒng)能耗

對(duì)節(jié)能改造實(shí)施成果論證分為研究報(bào)告和節(jié)能實(shí)施兩大部分。

（1）研究報(bào)告部分：根據(jù)研究、分析和計(jì)算等，提交某災(zāi)備中心典型房間的節(jié)能30%可行性研究成果；

（2）節(jié)能實(shí)施部分：提出節(jié)能實(shí)施方案，在某災(zāi)備中心運(yùn)維管理部門配合下，進(jìn)行有效落實(shí)后，部分典型房間的PUE（電能使用效率）降低30%。

1.工作開(kāi)展

整體實(shí)施的流程如下：

（1）首先對(duì)某災(zāi)備中心進(jìn)行了全面、系統(tǒng)、細(xì)致的摸查；

（2）根據(jù)摸查的基礎(chǔ)設(shè)施情況，編訂了《整體說(shuō)明書》和《重點(diǎn)能耗設(shè)備高效節(jié)能運(yùn)行研究報(bào)告》，并編制了分項(xiàng)實(shí)施方案建議；

（3）與該災(zāi)備中心運(yùn)維管理部門討論，摘選部分方案進(jìn)行實(shí)施，摘選原則是：安全可靠性不降低，并盡量提高安全可靠性；先系統(tǒng)性分析，再分項(xiàng)改進(jìn)；分項(xiàng)改進(jìn)時(shí)，有詳細(xì)論證，有風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，有改進(jìn)過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)防治預(yù)案；改進(jìn)方案有節(jié)能收益計(jì)算和預(yù)測(cè)，實(shí)施后實(shí)際效果與預(yù)測(cè)比對(duì)。

（4）制定風(fēng)險(xiǎn)防止預(yù)案，具備回退能力，保障絕對(duì)安全；

（5）制定改造前后的數(shù)據(jù)記錄表格；

（6）節(jié)能改造實(shí)施；

（7）測(cè)試驗(yàn)證；

（8）請(qǐng)?jiān)摓?zāi)備中心管理方驗(yàn)收，確認(rèn)改造成果；

（9）完成節(jié)能改造，并編制《某災(zāi)備中心節(jié)能實(shí)施報(bào)告》。

2.節(jié)能改造工作內(nèi)容

節(jié)能研究和實(shí)施團(tuán)隊(duì)通過(guò)全面的現(xiàn)狀調(diào)查、分析和大量的測(cè)試，找出了機(jī)房氣流組織、水系統(tǒng)、運(yùn)行模式等方面的明顯浪費(fèi)能源現(xiàn)狀，選取6項(xiàng)典型的低成本、保安全的節(jié)能點(diǎn)位，進(jìn)行了有預(yù)案、合理步驟的實(shí)施過(guò)程，共計(jì)實(shí)施了六大項(xiàng)節(jié)能改進(jìn)工作，具體有：

2.1 冷凍水溫度提升提高了冷機(jī)制冷COP

通過(guò)提升空調(diào)系統(tǒng)冷凍水的供回水溫度，由7/12℃提升8/13℃，由8/13℃提升至9/14℃。通過(guò)實(shí)現(xiàn)節(jié)能冷機(jī)節(jié)能率達(dá)到了6%，PUE下降了0.03。冷凍水溫度繼續(xù)提升溫度至10/15℃，那么災(zāi)備中心的整體PUE將下降0.1。

2.2 防止冷卻塔結(jié)冰和管路電伴熱的節(jié)能

防結(jié)冰的改造花費(fèi)為0元，改造的實(shí)施是益美高廠家免費(fèi)提供，即避免了結(jié)冰帶來(lái)的安全隱患，又大幅減少了加熱棒的能源浪費(fèi)，提高了能源利用率，是典型的少投入大收效的解決途徑。

2.3 機(jī)柜級(jí)布線的氣流組織優(yōu)化節(jié)能

通過(guò)發(fā)現(xiàn)和總結(jié)2012年12月份以前的機(jī)柜級(jí)布線，積極探索優(yōu)化布置機(jī)柜布線，使得布線簡(jiǎn)介、整齊美觀的同時(shí)，改善了服務(wù)器的進(jìn)風(fēng)和出風(fēng)通道，降低了風(fēng)阻，減少了局部熱點(diǎn)，進(jìn)而降低空調(diào)負(fù)荷。

2.4 機(jī)房溫度提升、精密空調(diào)優(yōu)化調(diào)控、出風(fēng)口氣流調(diào)控的節(jié)能

通過(guò)機(jī)房溫度提升，為提升精密空調(diào)的運(yùn)行效率，減少空調(diào)運(yùn)行能耗，提高水系統(tǒng)和冷機(jī)效率提供了更大空間。送風(fēng)溫度每提升1℃，冷凍水能提升1～2℃，也就是說(shuō)，當(dāng)前的冷凍水溫度可提升至供水10℃，回水15℃。當(dāng)冷凍水溫度提升1℃時(shí)，冷水機(jī)組效率提升3%，如果冷凍水供回水溫度提升至10/15℃，那么冷水機(jī)組效率將提升15%，節(jié)電13%。

2.5 回風(fēng)格柵優(yōu)化的節(jié)能

通過(guò)優(yōu)化氣流組織，包括機(jī)房回風(fēng)格柵優(yōu)化、精密空調(diào)控制優(yōu)化，減少了不必要的過(guò)大風(fēng)量、過(guò)冷冷量投入，減少了能源浪費(fèi)。通過(guò)回風(fēng)格柵優(yōu)化，對(duì)數(shù)據(jù)中心的整體節(jié)能效益如下：

2.6 Free Cooling及時(shí)切換與全年整體節(jié)能

通過(guò)Free Cooling的節(jié)能實(shí)施，使得該項(xiàng)目的冬季Free Cooling運(yùn)行時(shí)間達(dá)到了5個(gè)月，比其他類似案例延長(zhǎng)了1個(gè)月。

3.節(jié)能實(shí)施成果

節(jié)能實(shí)施工作取得了可觀的節(jié)能效果，實(shí)現(xiàn)某災(zāi)備中心部分系統(tǒng)能耗降低30%的目標(biāo)，使得數(shù)據(jù)中心2013年全年運(yùn)行PUE降低至1.85。與2012年年度相比，2013年的月平均PUE值下降了13%到20%，其中絕大部分來(lái)自于空調(diào)動(dòng)力系統(tǒng)的節(jié)能，其中空調(diào)動(dòng)力系統(tǒng)整體能耗下降值達(dá)到30%及以上。

某災(zāi)備中心2011年11月至2013年10月PUE降低關(guān)系圖

4.后期建議

為了更好地進(jìn)一步節(jié)能，建議如下：

（1）進(jìn)一步提升運(yùn)維技術(shù)能力和管理能力。全面了解運(yùn)維技術(shù)和管理制度等，檢查當(dāng)前運(yùn)維技術(shù)和管理制度中的不足，通過(guò)優(yōu)化運(yùn)維技術(shù)，健全管理制度，早期發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)排查故障，優(yōu)化用能管理，提升運(yùn)維管理人員的技術(shù)能力和負(fù)責(zé)人素質(zhì)，為可持續(xù)機(jī)房節(jié)能運(yùn)行提供保障。

（2）不斷提升UPS等供配電系統(tǒng)的效率。選用高頻機(jī)、高效變壓器，優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行容量調(diào)配等，可有效提高電能利用率，大幅降低電力消耗。

（3）改善機(jī)房氣流組織。全面了解和分析機(jī)房氣流組織，定位溫濕度測(cè)量位置和溫濕度范圍，調(diào)整服務(wù)器安裝位置，排查冷風(fēng)短路問(wèn)題，采取簡(jiǎn)略策略降低冷風(fēng)短路，調(diào)整精密空調(diào)的運(yùn)行參數(shù)等，優(yōu)化機(jī)房氣流組織，提升機(jī)房溫濕度環(huán)境，降低精密空調(diào)風(fēng)機(jī)能耗等。

（4）減少能源浪費(fèi)和增加能源回收。杜絕邊加熱邊降溫、邊加濕邊除濕的現(xiàn)象發(fā)生；盡可能減少冷氣泄露和熱氣侵入等。

（5）改善空調(diào)冷凍水系統(tǒng)。全面了解和分析冷凍水系統(tǒng)，了解管路的閥門開(kāi)啟、管路水流量、供回水水溫、水壓、冷凍泵功率和轉(zhuǎn)數(shù)等參數(shù)是否合理，根據(jù)機(jī)房溫濕度的需求，調(diào)整供回水水溫、水泵運(yùn)行參數(shù)等，提升冷凍水系統(tǒng)效率，排除管路運(yùn)行隱患，降低水泵運(yùn)行能耗；

（6）提升冷機(jī)制冷COP和Free Cooling效率。全面了解和分析冷機(jī)效率和板換效率，了解冷機(jī)出廠參數(shù)，測(cè)試?yán)錂C(jī)各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)尤其是冷機(jī)制冷COP，采取低成本策略提升制冷COP。

（7）改善冷卻水系統(tǒng)。全面了解和分析冷卻水系統(tǒng)，了解冷卻塔效率、冷卻水質(zhì)對(duì)系統(tǒng)效率的影響、管路的閥門開(kāi)啟、管路水流量、供回水水溫、水壓、冷卻泵功率和轉(zhuǎn)數(shù)等參數(shù)是否合理，調(diào)整冷卻水供回水水溫、水泵運(yùn)行參數(shù)、冷塔運(yùn)行策略等，提升冷卻塔出水效率，提升冷機(jī)運(yùn)行效率、降低運(yùn)行隱患。

（8）改善控制策略和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析能力。全面了解控制策略和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)機(jī)房控制系統(tǒng)進(jìn)行全面排查，檢查各系統(tǒng)的控制策略是否合理，對(duì)能源管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄、統(tǒng)計(jì)方法、分析和問(wèn)題提煉等過(guò)程是否全面和有效，通過(guò)完善控制策略，強(qiáng)化數(shù)據(jù)讀取、統(tǒng)計(jì)和分析能力，從全面系統(tǒng)的角度提升機(jī)房運(yùn)行保障，提高系統(tǒng)用能效率。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB50174-2017 數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范 [S].

[2] GB 50019-2015工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范 [S].

[3] 陸耀慶. 實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè). 第二版.

作者簡(jiǎn)介：

唐夢(mèng)辰（1985- ）女，滿族，河北，北京天誠(chéng)同創(chuàng)電氣有限公司，工程師，本科，暖通設(shè)計(jì).