浅析数据中心空调节能技术

浅谈数据机房空调系统节能优化摘要：随着信息技术的快速发展和大数据时代的到来，数据机房的重要性日益凸显。

然而，数据机房的运行和维护需要大量的能源消耗，尤其是空调系统的能耗占比较高。

因此，对数据机房空调系统进行节能优化显得尤为重要。

本文旨在浅谈数据机房空调系统节能优化的方法和措施。

基于此，本篇文章对浅谈数据机房空调系统节能优化进行研究，以供参考。

关键词：数据中心；空调系统；优化措施引言数据机房空调系统节能优化是通过改进空调系统的设计、运行和管理，以降低能源消耗并提高能效。

在这个目标下，我们将探讨一些关键的方面，包括优化空调系统的设计与布局、改进空调系统的控制策略、提高设备的效能和可靠性、加强监测与管理等。

通过对这些方面的措施的综合应用，可以有效地降低数据机房空调系统的能耗，实现节能减排的目标，同时保证数据机房的稳定运行。

1数据机房空调系统的特点数据机房空调系统是为了保证数据机房内温度、湿度和空气质量的稳定而设计的专用空调系统。

与一般商业建筑的空调系统相比，数据机房空调系统具有以下几个特点：1.1高热负荷数据机房内部设备密集，包括服务器、网络设备等，这些设备长时间运行会产生大量的热量。

因此，数据机房空调系统需要具备处理高热负荷的能力，确保机房内的温度不超过设定的范围。

1.2精确控制数据机房对温度、湿度和空气质量的要求非常高，需要精确控制这些参数。

温度过高或过低都会对设备的运行和数据的安全性产生影响。

因此，数据机房空调系统需要具备精确的温度和湿度控制能力，以满足机房内的要求。

1.3小时连续运行数据机房是一个持续运行的环境，通常要求24小时不间断地工作。

因此，数据机房空调系统需要具备可靠的运行性能和故障自动排除功能，以确保机房内的稳定温度和湿度。

1.4高能效要求数据机房空调系统的能耗占据整个机房的很大比例，因此，能效是一个非常重要的考虑因素。

高效的数据机房空调系统可以降低能耗，减少运行成本，并对环境产生较小的负面影响。

双碳背景下数据中心空调系统节能技术研究我国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。

数据中心是未来为数不多能源消耗占社会总用电量比例持续增长的行业。

因此，数据中心行业积极践行碳中和，对于我国实现2060年的目标意义重大。

一、数据中心能耗分析依据数据中心不同PUE值条件下的能耗饼图，空调系统能耗占比是非IT部分（基础设施）最大。

降低空调能耗，不但可以降低能源费用，而且可以可以在相同的电力供给情况下安装更多的 IT设备。

本文对各类空调系统分析研究，主要成果如下。

二、空调节能技术研究首先，自然冷却技术研究。

按照国际上通用的分类方法，国内外数据中心现行的自然冷却技术可以分为两大类：空气侧自然冷却和水侧自然冷却。

无论空气侧自然冷却还是水侧自然冷却，只有最大限度的增加自然冷却时间才能使空调系统节能高效。

根据《数据中心设计规范》GB50174-2017：冷通道或机柜进风区域的温度（推荐值）18～27℃，（允许值）15～32℃。

ASHRAE 中明确规定了IT设备建议的进风温度在18～27℃之间（如表所示），ASHRAE的建议温度区间与多家厂家的实测数据吻合，进风温度在27℃以下时，服务器的耗电量基本持平。

因此，空调送风温度控制在25℃。

空气侧自然冷却以间接蒸发为例，水侧自然冷却以冷却塔+板换为例分别研究。

间接蒸发冷却系统：根据中国各气象站典型年逐时气象参数统计，。

在中国东南部地区采用间接蒸发冷却空调，自然冷却时间一般小于 6000 小时，而在中国西北地区自然冷却时间能达到 8000 小时以上，在部分地区甚至全年都处于自然冷却状态。

以深圳为例，深圳属亚热带海洋性气候。

通过全年湿球温度分布统计，18℃以下长3335h，占全年时长的 38%。

空调送风20℃,全年有38%时间可以采用间接蒸发冷却（干工况和湿工况）。

当送风温度提高到25℃，根据气象参数，利用间接蒸发冷却（干工况和湿工况）时间可以提高到60%左右。

数据中心精密空调节能方式分析摘要：随着计算机、互联网、通讯和大数据的高速发展，数据中心作为信息技术和基础设施高度融合的产物之一，已成为人们日常生活和工作中不可缺少的一部分，已成为我国信息化建设中一个重要的组成部分。

基于此，本文简单讨论精密空调节能优势，深入探讨数据中心精密空调节能方式，以供参考。

关键词：数据中心；精密空调；节能方式前言：精密空调节能优势，根据系统计算结果表明，在同样的制冷负荷下，使用一台精密空调比两台普通空调可以节省电量3%左右。

当精密空调系统采用先进的电子控制技术之后，整个运行过程中不会有压缩机频繁启动与停机现象出现。

而且在整个运行过程中，精密空调系统在保证制冷性能的前提下节能效果更佳，这也是由于控制技术带来的节能优势所致。

1.精密空调节能优势1.1采用新型节能环保的制冷系统采用新型节能环保的制冷系统，减少了制冷剂和冷凝器的消耗量，提高了制冷系统的热效率。

当制冷剂R134a、R600a的蒸发温度为-5℃，冷凝温度为-25℃时，采用新型空调设备可达到与同工况条件下常规空调同等功率运行效率。

在空调系统运行过程中，制冷剂会因蒸发而消耗掉部分热量。

因此对空调设备要求其要具有高效节能、环境适应能力强等特点：在空调系统内部采用新的蒸发降温方式可以提高制冷效果；采用新风机、空气幕、新风过滤器等环保技术提高室内环境品质。

1.2提高精密空调系统压缩机运行效率对于精密空调系统来说，压缩机是制冷系统的核心，其运行效率直接影响着制冷系统的节能效果。

在精密空调系统运行过程中，压缩机一直处于启动与运行状态。

但对于电子控制技术来说，可以实现对压缩机的实时控制。

在压缩机启动与运行过程中，当系统内出现故障或者温度过高时，电子控制技术可以自动识别故障原因并及时切断电源。

此外，当压缩机停止运转或处于停机状态时，电子控制技术还可实现自动停机功能，从而减少了制冷设备的整体运行时间。

1.3采用变频技术及智能控制系统节能根据研究结果表明，采用变频技术后，精密空调系统的节能率可达20%—50%左右。

浅谈大型数据中心空调冷却系统的应用和节能技术互联网、大数据等技术的蓬勃发展使其重要基础设施之一的数据中心体现出规模大，能耗高，可用度和可维护性要求也极高的特点。

大型数据中心空调制冷系统的构成复杂，使用时耗能大，以环保为核心的大趋势下，节能是各类系统优化的基本方向。

本文分析了大型数据中心空调冷却系统的特点、设置方式和节能技术措施，为今后数据中心或智能化控制中心项目建设提供制冷系统的设计依据和技术参考。

标签：空调制冷系统;节能技术;水蓄冷我国已大步迈入数字化、信息化、智能化的时代，产业和结构升级调整催生了新兴的技术和产业，工程建设领域也紧跟时代步伐不断推陈出新，满足精益化、节能化、环保化的大众需求。

数据中心设备产热量高，空调制冷系统负担的冷负荷大，运行电耗成本高，对安全性和系统稳定性的要求等因素都需要建设、设计、使用等单位的高度重视。

一、大型数据中心空调冷却系统的特点大型数据中心包含IT机房（含空调用户设施），空调机房制冷系统，电力机房供电系统三大基础性资源[1]。

数据中心占地面积大，全生命周期内空调系统制冷能耗成本占比高;数据中心全年不间断运行，对制冷系统和电力供应系统设置提出更高要求;且建设阶段要兼顾空调冷却系统的运行监控和维修保养，集中管理，及时反馈，便于操作，缩短故障设备恢复使用时间，甚至智能预测和诊断。

分散式空调能效低，故大型数据中心一般多采用集中式水冷空调系统来降低能耗，数据中心制冷负荷大，空调冷却系统需设多台大冷量冷水机组才能满足使用，依据《数据中心设计规范》GB50174-2017的要求，数据中心按重要程度可划分A级、B级和C级，A级对设备备用系数要求最高，按制冷主机和水泵、冷却塔、IT机房专用空调为N+x冗余，配套冷冻和冷却水管为双供双回，环形布置，保证数据中心制冷系统的高可用性和可维护性。

二、大型数据中心空调冷却系统的设置（一）空调机房制冷系统的两种连接方式利用水冷式空调冷却系统为数据中心散热，为其提供符合运行要求的环境。

浅析数据中心空调节能技术随着电子信息技术的飞速发展，数据中心单机柜功率密度越来越高，从3kW、4kW、6kW，甚至发展到10kW以上，还可能更高，耗电巨大，发热量更加集中，机房局部过热现象增多，机房内单位面积空调冷负荷急剧增加，由此引来的主设备运行故障和能耗逐年上升，甚至成为了制约通信业务发展的一大瓶颈。

目前国内调查数据显示：IT设备能耗约占总能耗的50%，空调能耗约占40%，供电能耗约占10%。

所以空调系统的节能是数据中心的节能核心，是降低数据中心能耗的重要途径，是数据中心节能最大潜力所在。

1绿色节能设计在数据中心规划中的应用概述1.1绿色节能设计在数据中心规划中应用的目标如何在确保数据中心中的数据高度安全和高度可靠的前提下，最大限度地减少数据中心建设和运行低效和无效投入，打造高效、安全、节能的数据中心，是绿色节能设计在数据中心规划中应用的主要目标。

而为了保证这一目标的有效实现，就需要采用虚拟化的技术来对服务器的架构进行优化，在增加服务器运行效率的基础上，减少数据中心服务器的数量，降低数据中心的设备、系统能耗，使整个数据中心的系统的运行、维护和管理变得更加节能、高效。

当然，除了对服务器进行设计规划以外，还要遵循模块化的设计理念，对机房空间、电源设备、制冷系统等进行绿色节能的规划考虑，使整个数据中心的绿色节能效益达到最大化。

1.2绿色节能设计在数据中心规划中应用的原则绿色节能设计在数据中心规划中的应用是一项技术性、过程性和长期性的内容，除了要准确把握应用的目标以外，还要注重应用原则的遵循，以确保数据中心规划的科学性。

2数据中心环境条件数据中心中IT设备均是处于全年不间断运行中，对于运行环境（温度、湿度和空气洁净度）要求非常严格。

一般数据中心内温度保持在24℃左右，湿度控制在40%-60%范围内，洁净度等级要求比较高，《数据中心设计规范》GB50174－2017规定，A级和B级主机房的含尘浓度，在静态条件下测试，每升空气大于或者等于0.5μm的尘埃数应少于18000粒。

数据中心空调系统节能技术分析摘要：降低暖通空调运行能耗对降低数据中心能源需求的作用明显。

针对数据中心空调系统能耗比例过高的现状,分析空调系统的特点和高能耗的原因,并对建筑布局与围护结构优化、自然冷却技术、冷热通道封闭、高效冷源和提高冷冻水温度等5种常用的暖通空调节能技术进行分析,从而为数据中心空调系统的综合节能建设与改造提供参考和依据。

关键词：数据中心;暖通空调;高能耗;建筑布局;围护结构优化;自然冷却技术;前言：近年来,随着各个行业信息化发展的不断深入和信息量的爆炸式增长,数据中心建设呈现快速增长趋势,运营商、互联网企业、金融、政府、制造业等各个行业都在规划、建设和改造各自的数据中心。

数据中心建设在负荷密度和可靠性方面面临着极高的要求,研究表明,一般商业建筑能耗为50~110W/㎡,而数据中心的能耗为120~940W/㎡。

并且,数据机房的建设涉及金融、通讯、政府等行业均对数据机房运行时的可靠性、安全性要很高的要求,其中包括环境的温湿度、洁净度的稳定性。

所以,制冷系统设计与选择在数据中心建设中十分重要。

通常,空调系统自身能耗占数据中心总能耗约1/3,是降低能源消耗的关键,具有很大的节能潜力。

因此,研究和优选合理的空调系统节能技术可有效降低数据中心的整体能耗。

1.数据中心空调系统特点分析1.1供冷时间长,送风参数相对稳定。

数据机房负荷主要来自IT设备发热量,IT设备需要全年运行,即使在冬季室外温度较低时,机房模块内仍有制冷需求,要求空调设备长时间供冷。

数据中心围护结构散热量、人员等负荷相对较小,设备全年冷负荷变化不大,因此数据中心空调送风参数比较稳定。

1.2显热大,潜热小。

大部分数据机房为无人值守,室内无散湿源,且新风比例低。

空调设备主要作用为控制室内显热,除湿负荷小,热湿比趋于+∞。

为满足机房室内温湿度要求,空调系统具有送风温差小、送风量大的特点。

2.数据中心空调系统节能技术2.1自然冷却技术数据中心通常都需要常年不间断供冷,常规的制冷系统,室外温度即使是低于或远低于其循环冷冻水温的情况下冷水机组也需要照常运行。