數(shù)據(jù)中心電源成本占了整體成本50%以上的份額,節(jié)能是數(shù)據(jù)中心運行的一個重要工作,合適的節(jié)能舉措不但可以節(jié)約運營成本,也可以加強運維團隊對設(shè)備操作的熟練度。本文就以某云計算數(shù)據(jù)中心的節(jié)能經(jīng)驗進行闡述。
云計算數(shù)據(jù)中心概述
某某云計算數(shù)據(jù)中心項目整體規(guī)模6000以上機柜,目前有1000機柜投入運行,建設(shè)標準達到TIER3+等級。
機房動力設(shè)備設(shè)計兩路20KV不同源市電,發(fā)電機采用4+1的冗余設(shè)計,末端設(shè)備為一路交流市電+一路高壓直流進行供電,高壓直流采用熱插拔式直接嵌入微模塊。
機房暖通設(shè)計采用閉合雙環(huán)路設(shè)計,這個設(shè)計本身就考慮到了節(jié)能以及備份,環(huán)路設(shè)計使得節(jié)約用水,保護環(huán)境,電機采用變頻技術(shù)設(shè)備,基礎(chǔ)設(shè)施全部采用4+1的設(shè)計。
暖通負載:云計算中心冷源設(shè)備分別為:400TR冷機2臺,800TR冷機2臺,冷凍泵45KW*3臺,75KW*2臺,放冷泵55KW*3臺,冷卻泵45KW*3臺,75KW*2臺,冷卻塔900KW*9臺。
IT負載:云計算中心共4個IDC機房。
動力變配電設(shè)備:云計算中心有2臺20500KVA(20/10)高壓變壓器,2臺2500KVA及6臺2000KVA(10/0.4)變壓器,其中20KV及0.4KV配電柜兩兩互備冗余;10KV柴油發(fā)電機共5臺(單臺功率為1800W),柴油發(fā)電機組與10KV配電柜主進處于機械連鎖狀態(tài);IDC機房采用模塊機架式分布,一路交流市電+一路高壓直流進行供電,高壓直流采用4+1熱插拔式整流模塊(單臺功率為15KW),可滿足單機柜6.5KW設(shè)備上架。
生活用電:主要使用在各區(qū)域電力照明及辦公區(qū)域插板、空調(diào)等耗能。月耗電量約為*萬千瓦時。將生活用電及動力變配電損耗合稱為其他用電,與月耗電量約為*萬千瓦時。
供電時段區(qū)分及時段電能單價
峰值電價比谷值電價高70%,錯峰節(jié)能操作有很大空間。
設(shè)備運行現(xiàn)況
暖通設(shè)備
云計算中心冷源設(shè)備為常態(tài)運行模式,冷卻塔設(shè)置溫度控制溫度28~30℃。
現(xiàn)場設(shè)有蓄冷灌100m3*3臺,儲水溫度<13℃,冷水源充足。
冷機設(shè)置供/回水溫度 12℃~18℃,實際回水溫度13℃左右。
其他設(shè)備(含動力損耗,生活用電)
各機房、各區(qū)域室內(nèi)照明處于正常使用狀態(tài)。
未帶載數(shù)據(jù)機房模塊,交流、高壓直流用電處于正常合閘狀態(tài)。
柴油發(fā)電機組加熱水套處于自啟狀態(tài),水溫處于低限值時會自動進入加熱狀態(tài)。
現(xiàn)狀總結(jié)
根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備運行情況、設(shè)備性能進行系統(tǒng)分析,云計算中心存在很大的節(jié)能優(yōu)化空間。為減少安全生產(chǎn)運行成本,提高設(shè)備利用率,運維人員在保證安全生產(chǎn)的前提下,對現(xiàn)場設(shè)備進行規(guī)范化節(jié)能操作,逐步向低成本、高收益的生產(chǎn)理念靠攏。
節(jié)能優(yōu)化實施周期
節(jié)能減排會貫穿整個數(shù)據(jù)中心運行的周期,根據(jù)天氣的變異,負載的變化以及其他諸多因素,節(jié)能減排的舉措是會發(fā)生變化的。但是在一定時期內(nèi),會相對固定。需要我們不斷去發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的可以挖掘的地方。
規(guī)劃試運行
暖通節(jié)能優(yōu)化方案制定
方案一:冷凍泵優(yōu)化實施方案
數(shù)據(jù)中心IDC機房只啟用部分數(shù)據(jù)機房。通過關(guān)閉未使用機房管路,達到減少管路長度實現(xiàn)減少水阻,增大水流量目的。然后再逐步減頻達到節(jié)能效果。
試運行情況:關(guān)閉閥門后,管路震動較大,故本方案不宜采用。
實施結(jié)果:放棄此節(jié)能方案。
方案二:冷機出水溫度設(shè)置提升節(jié)能方案
冷機設(shè)置供/回水溫度12℃~18℃,實際回水溫度13℃左右,熱負荷只有1度溫差,所以通過提高冷機出水溫度可以達到節(jié)能效果。
試運行情況:本方案與使用蓄冷罐放冷存在沖突,不便于單獨執(zhí)行。
實施結(jié)果:融入綜合優(yōu)化方案2,選擇合理時間段進行此操作。
方案三:冷塔溫升控制方案
冷卻塔現(xiàn)供/回水溫度28℃~30℃以下,而冷卻塔供回水溫度32℃~37℃都屬于安全運行指標,所以提高冷卻側(cè)供回水溫度可以在一定程度減少冷塔耗電量,從而實現(xiàn)節(jié)能效果。
試運行情況:實際節(jié)能數(shù)據(jù)未有效采集,且執(zhí)行中與使用蓄冷罐放冷存在沖突,不便于單獨執(zhí)行。
實施結(jié)果:融入綜合優(yōu)化方案2,冷塔設(shè)備使用時,實施此節(jié)能方案。
方案四:綜合優(yōu)化方案1
控制冷塔供回水32℃~37℃,冷機出水設(shè)置溫度提升1℃~3℃,其他設(shè)備對應(yīng)運行。
試運行情況:目前節(jié)能效果不明顯,放棄執(zhí)行。
實施結(jié)果:未執(zhí)行此操作。
方案五:綜合優(yōu)化方案2
控制冷塔供回水32℃~37℃,冷機出水設(shè)置溫度提升1℃,其他設(shè)備對應(yīng)運行,放冷模式晝放夜蓄。
試運行情況:實際運行中發(fā)現(xiàn),操作時間控制不規(guī)范,操作方式不規(guī)范。蓄冷操作時冷機運行出現(xiàn)喘停情況。
實施結(jié)果:操作時間、操作規(guī)范等已優(yōu)化,執(zhí)行中
動力及生活用電優(yōu)化方案制定
生活用電優(yōu)化方案:關(guān)閉不需要照明設(shè)備,拆除部分多余燈管。