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1、 綠色數(shù)據(jù)中心架構 概述 綠色數(shù)據(jù)中心(Green Data Center)是指數(shù)據(jù)機房中的IT系統(tǒng)、機械、照明和電氣等能取得最大化的能源效率和最小化的環(huán)境影響。 綠色數(shù)據(jù)中心是數(shù)據(jù)中心發(fā)展的必然?？偟膩碚f，我們可以從建筑節(jié)能、運營管理、能源效率等方面來衡量一個數(shù)據(jù)中心是否為“綠色”。綠色數(shù)據(jù)中心的“綠色”具體體現(xiàn)在整體的設計規(guī)劃以及機房空調、UPS、服務器等IT設備、管理軟件應用上，要具備節(jié)能環(huán)保、高可靠可用性和合理性。 機房建設是一個系統(tǒng)工程，計算機技術的迅猛發(fā)展，促進了機房工程建設，對機房的安全性、可用性、靈活性、機架化、節(jié)能性等方面提出了更高的要求，綠色數(shù)據(jù)中心的架

2、設，綜合體現(xiàn)在節(jié)能環(huán)保、高可靠可用性和合理性三個方面。 節(jié)能環(huán)保體現(xiàn)在環(huán)保材料的選擇、節(jié)能設備的應用、IT運維系統(tǒng)的優(yōu)化以及避免數(shù)據(jù)中心過度的規(guī)劃。如UPS效率的提高能有效降低對電力的需求，達到節(jié)能的目的。機房的密封、絕熱、配風、氣流組織這些方面如果設計合理將會降低空調的使用成本。進一步考慮系統(tǒng)的可用性、可擴展性，各系統(tǒng)的均衡性，結構體系的標準化，以及智能人性化管理，能降低整個數(shù)據(jù)中心的成本（TCO）。 在計算機機房工程中，包含的工程可以歸納為：土建工程、電氣工程、空調工程、消防工程和弱電工程，示意圖如下： 數(shù)據(jù)中心規(guī)劃設計節(jié)能措施 要做到技術先進、經濟合理、安全適用、確保

3、質量，選擇合適的地點進行機房建設是機房基礎建設的基本條件。作為未來機房的地點，須符合以下幾項條件： 機房最好建在大樓的二、三層。 機房盡量避免設在建筑物用水樓層的下方 機房選在建筑物的背陰面，以減少太陽光的輻射所產生的熱量 排煙口設在機房的上方，排廢氣口設在機房的下方 主機房區(qū)域的主體結構應采用大開間大跨度的拄網 包括電力系統(tǒng)節(jié)能分析、動力環(huán)境系統(tǒng)節(jié)能控制、IT設備的智能控制、IT設備新型的節(jié)能技術的應用、智能管理軟件的應用等。 1、增加虛擬服務器的使用，便硬件在不增加能耗的情況下處理更多的工作量。 2、在服務器不使用時將其自動轉換為節(jié)能狀態(tài)。 3、只在設備需要時才開

4、啟制冷。 4、利用液體冷卻裝置吸收的熱量發(fā)電并儲存起來以備后用。 5、利用熱工學和3D建模來優(yōu)化數(shù)據(jù)中心制冷氣流。 6、電力系統(tǒng)的合理分配。 7、高可靠性新型技術的利用。 6種節(jié)能方案及效果 服務器節(jié)能 目前，服務器廠商面臨的問題是如何不斷的提高服務器計算能力而減少服務器的能耗。服務器廠商和芯片巨頭們也開始進行大量的研究并開始執(zhí)行一些新的技術以降低服務器的能耗，主要有3個萬向:冷卻技術、芯片節(jié)能技術、軟件調度和管理技術。 CPU節(jié)能技術 CPU由大量的晶體管組成，晶體管的工作需要消耗功率;同一個芯片上，對于同樣的操作，有功耗和發(fā)熱是正常的。例如，i386

5、DX-20M的最大功耗在1.3W左右，奔騰-133是1lW左右，奔騰III-1.33G就需要33.9W左右，而奔騰4-1.3G則需要68.8W，更高頻率的處理器最大功率甚至超過百瓦。功耗和發(fā)熱影響到CPU性能的進一步提升，更多的創(chuàng)新型節(jié)能技術也由此應運而生。 綜上所訴節(jié)能的理念和方法很多，只要我們在設計時考慮合理化，追求科學節(jié)能理念，建立和諧的數(shù)據(jù)機房，相信會給你帶來不少的綠色驚喜！ 基礎設施 機房環(huán)境的要求 機房工程是智能建筑的一部分，也是建筑安裝工程的一個分支。因此既有建筑安裝工程的一般性，也有其特性；即執(zhí)行建筑行業(yè)相關標準、規(guī)范，也有本行業(yè)獨有的標準、規(guī)范。機房工程是

6、一門綜合性很強的科學技術和系統(tǒng)工程，涵蓋了電氣系統(tǒng)、空調及送排風系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、機房綜合監(jiān)控系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、KVM切換系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等。它是一個復雜的電子環(huán)境空間，需要有專業(yè)技術資質、專業(yè)設計、專業(yè)施工、專業(yè)檢測的機房工程公司完成。 現(xiàn)代IT設備中的元器件及集成電路極易受到溫濕度、塵埃、有害氣體、電磁、雷電等的干擾，為使其可靠運行，機房必須具備一定的環(huán)境條件，根據(jù)《電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范》（GB 50174-2008）的規(guī)定，機房環(huán)境應達到以下要求： 環(huán)境要求 技術要求 備注 A級 B級 C級 主機房溫度（開機時） 23℃1℃ 18~28C 不得結露 主機房相

7、對濕度（開機時） 40%~ 55% 35~75% 主機房溫度要求（停機時） 5℃~35℃ 主機房相對濕度要求（停機時） 40%~ 70% 20%~ 80% 主機房和輔助區(qū)溫度變化率（開、停機時） <5℃/h <10℃/h 輔助區(qū)溫度、相對濕度 （開機時） 18℃~ 28℃、35℃~ 75℃ 輔助區(qū)溫度、相對濕度 （停機時） 5℃~ 35℃、20℃~ 80℃ 不間斷電源系統(tǒng)電池室溫度 15℃~ 25℃ 機房基礎裝修內容 吊頂 吊頂是裝飾工程的重要組成部分，吊頂材料應該不起塵、不吸塵，具有一定的吸音、防火、防水、防腐等性能，方便拆裝、自重輕，有一定的強度

8、，并具良好的裝飾效果。 抗靜電地板的鋪設 抗靜電地面是機房重要的防護措施，在一些設備配置少的輔助機房或上走線的電信機房，可采用抗靜電塑料地面導靜電，而對于功能齊全的電子機房來說，選擇鋪設抗靜電地板無疑是一種防護手段。 墻面及隔斷裝修 機房區(qū)隔墻耐火極限應滿足防火規(guī)范的要求，除鋼瓶間外，隔墻一般宜自重輕，有一定的可變性。墻、柱面應不起塵、防火、防水、易清潔、防靜電、美觀。 技術處理上，機房應該作好保溫隔熱、防塵、防潮、防靜電、防水、防鼠蟲措施，封堵機房與其他區(qū)域、其他樓層相通的孔洞，在使用或施工過程中新開的孔洞及時進行封堵，所有進機房的管、槽之間的空隙均采取密封措施。 機房承重加

9、固與布局 機房內設備密度較大，對建筑樓板承重有特殊要求，在機房選址和設計時應該核實機房位置的建筑承重；對于個別機房需考慮做樓板的承重加固，特別是UPS及電池、精密空調等大型設備，重量較大，應安裝設備承重散力支架；機房布局時要重點考慮大型設備的承重，盡量把重型設備放置在機房的承重梁上。 根據(jù)機房建設相關標準《電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范》（GB 50174-2008）機房建筑與結構應達到以下要求： 環(huán)境要求 技術要求 備注 A級 B級 C級 主機房活荷載標準值（kN/m2） 8~10組合值系數(shù)Ψc=0.9 頻遇值系數(shù)Ψf=0.9 準永久值系數(shù)Ψq=0.8 根據(jù)機柜的

10、擺放密度確定荷載值 主機房吊掛荷載（kN/m2） 1.2 — UPS系統(tǒng)室活荷載標準值（kN/m2） 8~10 — 電池室活荷載標準值（kN/m2） 16 蓄電池組雙列4層擺放 監(jiān)控中心活荷載標準值（kN/m2） 6 — 鋼瓶間活荷載標準值（kN/m2） 8 — 電磁屏蔽室活荷載標準值（kN/m2） 8~10 — 基礎設施節(jié)能措施 材料的選擇 絕熱性好 燈管 選擇節(jié)能燈管。最好是在無人工作的情況下為關閉狀態(tài)為好。 地板 采用下送風的機房，如采用地板下布線模式的，其地板下高度應在50-80cm，地板下低于40cm的。最好將電源及綜合布線布在機柜上

11、方，實行上走線模式。 其他 保持機房的密閉性，窗戶要考慮做遮陽防護。 機房空調與機房空調節(jié)能措施 機房對機房空調的要求 機房是數(shù)據(jù)處理中心，安裝有大量的計算機、磁帶機、磁介質、交換機、路由器等對環(huán)境溫濕度、潔凈度要求較高的精密設備，對機房環(huán)境有嚴格的要求，其中最重要的是機房溫度、濕度和潔凈度三個指標。 機房專用空調(精密空調)是為計算機機房(包括程控交換機房)專門設計的特殊空調機，精密空調系統(tǒng)的設計是為了進行精確的溫度和濕度控制，精密空調系統(tǒng)具有高可靠性，保證系統(tǒng)終年連續(xù)運行，并且具有可維修性、組裝靈活性和冗余性，可以保證數(shù)據(jù)機房四季空調正常運行。 計算機機房專用空調

12、在設計上與傳統(tǒng)的舒適性空調有著很大區(qū)別，二者為不同的目的而設計，無法互換使用。計算機機房內必須使用機房專用空調。 機房專用空調設備類型 機房專用空調設備制冷系統(tǒng)形式很多，可以根據(jù)工程項目的特點，選用不同的制冷系統(tǒng)。機房專用空調機組制冷系統(tǒng)主要冷卻形式有風冷式、水冷或乙二醇水冷式、冷凍水式、雙冷源系統(tǒng)等。 能效評估 PUE值可以從1.0到無限大，國際較先進的機房通常在1.5-2.0。 機房空調節(jié)能措施 1.機房專用空調設備選型 在對自控新風冷氣機設備進行選型過程中，機房的熱負荷和換氣次數(shù)是最為重要的參數(shù)依據(jù)，因為這兩項參數(shù)決定了機房的溫濕度能否得到恒定以及機房的潔凈度能

13、否得到滿足。所以我們在機房專用空調設備選型時先選定這兩項數(shù)據(jù)，然后再對選定的新風設備型號進行其它次要數(shù)據(jù)項的驗證。根據(jù)機房熱負荷及換氣次數(shù)的計算，可以對機房專用空調設備的設備型號進行選定。 2.空調系統(tǒng)設計 一般空調系統(tǒng)設計時，系依“最大負荷再加上20-50%預留負載量”而設計；實際運行時，空調系統(tǒng)均并未達滿負載狀態(tài)，系統(tǒng)存有甚大的冗余；因此空調系統(tǒng)需要： 將不必要的冗余空調負載減供； 將無效使用的進行無效能減供； 有效使用大自然新風供冷的制冷能力。 3.機房空調的和諧制冷設置(13種手段) （1）提高制冷系統(tǒng)溫度設置值。 為了最大限度的提高容量和優(yōu)化效率，設置點不應低

14、于維持設備進氣溫度所需的數(shù)值。 （程控機房的溫度要求保持在15℃-25℃以內，程控交換機房的溫度設定為20℃，精度為1℃。在設備對環(huán)境的要求范圍相對寬松的情況下，沒有根據(jù)環(huán)境溫度及設備特點作出相應的調整，室內溫度一年四季保持恒溫恒濕狀態(tài)。這不僅是對電量的浪費，也是對技術優(yōu)勢的浪費。） （2）適當設定回風溫度值。 節(jié)能理論依據(jù)是，當程控機房需要降溫時，空調工作在制冷狀態(tài)，此時若將回風溫度值設高些（在滿足機房溫度要求的條件下），會使壓縮機運行時間縮短起到節(jié)能作用。同理，當程控機房需要升溫時，空調工作在加熱狀態(tài)，此時若將回風溫度值設低些，會使加熱器運行時間縮短起到節(jié)能作用。 （3）改

15、變空調724小時不間斷運行方式為間斷性的運行方式； （4）通過現(xiàn)有機房新風換氣系統(tǒng)充分利用室外溫度來調節(jié)室內溫度(冬季)； （5）加強機房密封性能，夏季合理利用機房窗簾調溫（經驗數(shù)據(jù)顯示通常窗簾可以有10℃左右的調溫能力）； （6）在加/除濕耗能較大的機房可以考慮增加專用加/除濕設備； 根據(jù)設備規(guī)格：一般每80平方米空間配置一臺加濕機和除濕機，技術規(guī)格為加濕機5-9公斤/小時、除濕機3-5公斤/小時。在機房相對濕度低于20%時開啟加濕機，相對濕度高于80%時開啟除濕機。 如果機房使用單獨加濕器，切勿使機房濕度值高于需求，這會導致多個制冷設備相抵觸運行:如果兩個制冷系統(tǒng)回流氣

16、體溫度不一致，或兩個設備的濕度傳感器校準不一致，或兩個設備設定的濕度值不同。制冷系統(tǒng)抵觸運行將導致一臺制冷設備會降低空氣濕度，另外一個則會增加空氣濕度。這一運行模式極其浪費資源，而且機房管理員也不容易發(fā)現(xiàn)。 制冷系統(tǒng)濕度抵觸運行問題可通過以下方式解決: a)使用中央濕度控制；b)協(xié)調制冷設備之間的濕度值；c)關閉制冷系統(tǒng)中一個或多個加濕器；d)使用浮動數(shù)值設定。 確認系統(tǒng)設定值是否相同，校準是否相同，并且擴大浮動數(shù)值設定范圍。一般情況下，將浮動數(shù)值范圍設定為士5%，便可以糾正這一問題。 （7）機房空調聯(lián)機控制； a.采取空調聯(lián)機控制運行的理論依據(jù) 對于某機房區(qū)域配置兩臺

17、或多臺空調設備并且各自獨立運行時，由于多臺空調系統(tǒng)之間存在個體差異會帶來巨大的內部損耗，現(xiàn)象是部分空調處于加熱狀態(tài)，而部分空調則處于降溫狀態(tài)；或者是部分空調處于加濕狀態(tài)，而部分空調則處于除濕狀態(tài)，其主要原因如下： 空調內部溫濕度傳感器一致性差異或部分傳感器損害； 空調設備溫濕度設置的差異或異常； 空調回風路由的不同或整個機房溫濕度部分差異； 往往上述原因所帶來的空調內部損耗不易察覺或無法察覺，這樣所帶來的電能損失是相當巨大的。以某機房所作的統(tǒng)計分析，從11月至2月的機房電費支出中每月近三分之一的電費是由于多臺空調處于獨立工作而內耗掉了。 b.空調內部損耗分析 假設空調Ⅰ

18、對室內溫度檢測正常，而空調Ⅱ檢測有1℃的偏差，兩臺空調設置溫度為20℃，穩(wěn)定狀態(tài)范圍在18℃-22℃，當溫濕度傳感器探頭檢測到室溫高于22℃時，壓縮機將起動降溫，低于18℃時，加熱機構則起動升溫。 a) 0----t1段：空調Ⅰ和空調Ⅱ處于穩(wěn)定狀態(tài)，空調Ⅰ檢測的室溫為20℃，空調Ⅱ由于偏差1℃檢測值在21℃，此時兩空調既不加濕，也不降溫。 b) t1----t2段：由于機房溫度的升高（或是外界環(huán)境變化，或是通信設備運行造成的升溫）?？照{Ⅰ和空調Ⅱ檢測溫度均在升高。 c) t2----t3段：由于空調Ⅱ的傳感器檢測的溫度已超過22℃（其實有1℃的偏差）。故空調Ⅱ壓縮機起動，開始降溫。

19、空調Ⅰ也隨之溫度下降。 d)t3----t4段：隨著空調Ⅱ的不斷降溫（此時已經存在傳感器偏差引起的不必要的降溫了），在空調Ⅱ達到20℃時并沒有停止降溫，因為空調內部設置有延時功能，仍要持續(xù)一段時間來降溫，在t3時刻，空調Ⅰ的檢測溫度已低于18℃的臨界值，故空調Ⅰ開始升溫，此時間段是空調Ⅰ升溫，空調Ⅱ降溫，處于相互作用沖抵階段，此時便產生嚴重且不必要的內部損耗。 c.聯(lián)機控制方案 a)選取機房中某一臺空調作為主控空調（空調1），其他空調依次與其控制器連接； b)通過主控空調來設置聯(lián)機信息，包括聯(lián)機數(shù)量、各臺空調設置溫濕度以及可設置空調輪流啟停時間； c)通過主控空調的傳感器信

20、息來控制機房所有空調，實現(xiàn)一致性的升降溫和加除濕狀態(tài)； d)通過主控空調控制多個空調輪流工作保障了各臺空調定期運行，同時避免了由于自身傳感器誤差帶來的部分空調持續(xù)工作，部分空調從不工作的弊端。 （8）采用計算機自動控制技術，隨時根據(jù)外界因素的變化，通過對空調運行狀態(tài)的判斷，自動調節(jié)室內溫/濕度值，使壓縮機或加熱工作時間減少，達到節(jié)能目的。 （9）采用水冷作為冷媒的空調或采用制冷背板； 液冷系統(tǒng)的制冷原理是，把冷水送達到液體冷卻柜。先用柜內風機將熱風從服務器后部抽到液體冷卻柜中，用內部水管制冷熱風，然后將冷風吹到服務器前部，而熱水再回流到室外的循環(huán)制冷設備，通過這一過程不斷循環(huán)達到

21、制冷效果。 形象地理解，液冷設備與精密空調的區(qū)別，就像冰箱制冷與冷庫制冷的區(qū)別。對機房來說，液冷系統(tǒng)將每個機柜包裝成為一個“冰箱”，而精密空調則把整個機房制冷為一個“冷庫”，其能耗的差別不言而喻。使用液冷系統(tǒng)節(jié)能的效果不僅僅在于制冷方面?！耙豪湎到y(tǒng)有一個與眾不同的系統(tǒng)，叫‘Freecooling’(自然冷卻系統(tǒng))。液冷系統(tǒng)的進水口溫度需要低于15攝氏度，而當環(huán)境溫度低于15攝氏度，就可以不需要通過循環(huán)制冷設備來制冷液體，僅僅用自然冷量制冷即可。 以上海為例，每年至少有三個月的環(huán)境溫度低于15攝氏度，也就是說每年有約四分之一的時間可以“天然制冷”，總體而言，相對于傳統(tǒng)制冷設備節(jié)能30%。

22、 （10）針對設備比較少的機房，通過人為的控制，增加巡視次數(shù)，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，靈活掌握開機數(shù)量以及開機時間； （11）對機房加以改造，增加機房通風換氣能力； （12）適當增加機房內設備隔斷，提高機房空調利用率； （13）整改機房空調送風風道，使溫度條件要求高的設備充分得到空調送風，以此提高空調使用效率； 機房運行環(huán)境溫濕度要求參考表： 從上表中可以得知： 機房專用空調和辦公室空調用電量占機房總用電量的70%左右，有效的降低空調的耗電量是降低運維成本的關鍵；除去設備用電（18%）外，機房照明在總的用電比例（10%）也是相當可觀的，所以又必要再強調空調節(jié)電的同時注重機

23、房照明的合理使用。 機房運行環(huán)境溫濕度要求參考表： 下表列舉了全國各城區(qū)季度平均溫度情況，通過了解這些信息幫助我們實時的對機房所需溫度進行調整； 各專業(yè)主要設備溫度條件要求（℃) 上表中所列舉溫度是該設備正常工作所需要的環(huán)境溫度條件；從表中可以得知，除蓄電池需要嚴格的溫度范圍（20-25℃）外，其他設備工作溫度可以在15-30℃之間； 從地區(qū)溫度與設備工作溫度范圍比較可以得知： a) 除去設備本身發(fā)熱，外界環(huán)境一年中大多數(shù)時間基本可以滿足設備工作環(huán)境要求（15-30℃）； b)由于設備本身發(fā)熱和設備工作設計溫度在常溫（25℃），通訊機房均裝備專用空調設備來保障機

24、房溫度穩(wěn)定在常溫下； c)在春季和秋季室外溫度接近設備工作設計溫度，此時可以考慮加強機房通風來保障機房穩(wěn)定的工作環(huán)境要求； d)夏季和冬季是室外溫度和設備常溫差距最大的時期，空調耗能最大，有效的控制這兩個季節(jié)空調的使用效率將是降低機房電費成本的關鍵。 各地季節(jié)性濕度變化情況 下表列舉了全國各區(qū)域季度平均濕度情況，通過了解這些信息幫助我們實時的對機房所需濕度進行調整； 各專業(yè)主要設備濕度條件要求（%） 表中所列舉濕度是該設備正常工作所需要的環(huán)境濕度條件： 從表中可以得知，除了交換機（40-65%）和蓄電池設備（40-60%）需要較高濕度要求外，其他主要設備工作濕度滿

25、足的要求可以在20-80%之間。 從圖中可以得知： a) 外界環(huán)境一年中絕大多數(shù)時間可以滿足主要通信設備工作環(huán)境濕度要求（20-80℃）； b) 夏季和冬季中可能出現(xiàn)需要空調處于加濕和除濕的情形，如果通過空調自身的加除濕功能來調節(jié)機房濕度可能會增加很大的功率損耗，并且部分機房精密空調不具備太大的調節(jié)濕度范圍，此時可以考慮解除機房專用空調的加除濕功能，替代為機房增加專用加除濕設備來保障機房適當?shù)臐穸刃枰? 冷氣流組織 氣流組織就是將空調機送出的冷風通過預定的風道、風口，按預定的風量與風速送往需要制冷的地點，在把設備產生的熱空氣回收到空調制冷的過程。氣流組織分為三個部分，即：冷

26、氣產生、冷氣配送、氣流返回。 機房內計算機設備及機架應采用“冷熱通道”的安裝方式?！袄錈嵬ǖ馈钡脑O備布置方式，打破常規(guī)，將機柜采用“背靠背、面對面”擺放，這樣在兩排機柜的正面面對通道中間布置冷風出口，形成一個冷空氣區(qū)--“冷通道”，冷空氣流經設備后形成的熱空氣，排放到兩排機柜背面中的“熱通道”中，通過熱通道上方不知的回風口回到空調系統(tǒng)，是整個機房氣流、能量流流動通暢，提高了機房精密空調的利用率，進一步提高制冷效果。如下圖所示： 氣流組織形式 通常機房制冷的氣流組織形式有混合制冷方式、垂直送風制冷方式和水平送風制冷方式三種。 混合制冷方式 混合制冷方式是傳統(tǒng)機房常用的方式

27、(俗稱冰柜式制冷方式)，傳統(tǒng)的機房空調很少考慮機柜內部的溫度，它僅僅能保證機房內溫度符合要求。傳統(tǒng)混合制冷方式布局以整個房間作為冷卻對象，造成冷、熱氣流混流運行，即前面的機柜排出的熱風很容易進入后排機柜的進風口，由于冷、熱風氣流混合，從而造成精密空調制冷及機柜熱交換效率降低。 垂直送風制冷方式 垂直送風方式一般指下送（上送）風上回（側回）風方式，一般是通過送風管道或地板靜壓箱開口方式送風，垂直送風方式空調的可減少冷熱氣流混流，大大提高空調效率，降低工程造價，這種方式是機房經濟實用的送風方式。 水平送風制冷方式 水平送風方式一般指靠近機柜，沿機柜面均勻水平送出冷風，把冷氣均勻地送入機柜

28、內，采用這種送風形式可大大縮短熱交換距離，提高空調效率，這是機柜較理想的送風方式。 氣流組織節(jié)能措施 1.空調氣流循環(huán) 問題：機房空調本身的設計是送風量大，機房換氣次數(shù)高（通常在30～60次／小時），整個機房內能形成整體的氣流循環(huán)，使機房內的所有設備均能得到冷卻。但是某些機房的設計抹殺了這項功能，比如：機房的空調被擱置在另外一個房間，靠隔斷上方的回風口，來回風或者靠天花板的微孔來回風致使空調的氣流組織受阻，而制冷效果很差，并且報警次數(shù)很多，還有靜電地板的高度很低，有些地方甚至低于25CM厘米并且下方有很多的線槽和線纜，空調的冷風無法送達到相應的位置；有些地方的靜電地板的開口數(shù)量及開口

29、的位置不對，造成空調的氣流組織不合理。上送風系統(tǒng)，風管的設計一定要合理，風口的數(shù)量及大小要合理，否則會影響制冷效果。 節(jié)能措施： a.如果空調是下送風上回風、下走線：地板的高度應在50-80cm。 b. 如果空調是下送風上回風，地板下低于40cm的，將電源及綜合布線系統(tǒng)的放在機柜上層，實行上走線模式。 c. 如果地板無法達到標準的高度應采用強制向上排風的裝置，以達到氣流的正常流通和循環(huán)。 d.采用監(jiān)控系統(tǒng)控制氣流的循環(huán)，通過機柜內的溫濕度的監(jiān)控來控制風閥送風口的大小開合。 2.機柜的氣流組織 機柜即機房，這是未來機房的發(fā)展趨勢，IT微環(huán)境的變化直接關系到整個機房的安全

30、。機柜的擺放的合理性和機柜本身的微循環(huán)的問題是目前存在的兩大問題。 機柜空間的合理布局對于確保機柜擁有適當溫度和足夠的冷空氣同樣非常重要。合理的機柜布局目標是控制空氣循環(huán)，即避免冷空氣在到達設備進氣口前與熱空氣混合。通過將機柜按行排列，冷熱通道的技術，可以大幅降低短路循環(huán)現(xiàn)象，同時按照背靠背的方式布局。根據(jù)有關調查顯示，大約25%的機房將每排機柜面向統(tǒng)一的方向。將機柜置于統(tǒng)一方向可能導致嚴重的短路循環(huán)問題，一般會出現(xiàn)“熱點”，同時系統(tǒng)運行成本也將大幅提高。對于機柜朝向統(tǒng)一方向、且沒有采用冷熱通道技術的環(huán)境。調查顯示大多數(shù)用戶均是按照管理層指示放置的，目的是保持機房的美觀。如果沒有能夠使用冷

31、熱通道技術，那么解決這一環(huán)境中熱點問題的一個有效方法是為受影響的機柜提供一個額外的制冷設備才可以解決。 節(jié)能措施 （1）機柜布局： 機柜按行排列，采用冷熱通道的技術，背靠背布局 （2）安裝盲板： 盡管機柜通常被認為只是一種機械支架，但它對于防止設備排除的熱空氣重新進入設備進氣口至關重要。 如圖顯示了機柜在安裝盲板前熱空氣在出風口受到輕微增壓后，再加上設備進氣口的吸力，導致了熱空氣重新吸入設備進氣口的情況，即短路循環(huán)。在安裝盲飯后，熱空氣從設備排出，機柜及其盲板提供了屏障功能，截斷了熱空氣短路循環(huán)的路徑，進而降低了熱空氣進入進氣口的可能。 盡管主要的IT設備制造商均

32、強烈建議使用盲板，但實際上90%或更高比例的機房都忽略了這一點。熱空氣再循環(huán)問題可能導致IT設備的溫度上升8℃。安裝盲板是一個極其簡單的過程，可以用非常低的成本應用于幾乎所有的數(shù)據(jù)中心。 （3）使用標準寬度機柜（使用超寬機柜將可能使得熱空氣通過設備側面進行短路循環(huán)） （4）使用深度擴展的機柜。 （5）使用螺絲固定IT設備（使用托盤安裝IT設備會造成相關位置盲板的無法安裝，從而為熱空氣的短路循環(huán)提供了完全開放的條件，應盡量的避免。） （6）使用帶有風扇系統(tǒng)的機柜，可將底層空氣輸向機柜前端或從機柜后端主動排除熱空氣。 （7）合理的負載分布 不合理的設備安裝位置，特別是高

33、功率高密度設備的安裝位置，可能明顯的增加機房的工作壓力。當高負載密度、高功率服務器被組合成一個或多個機柜時，便會出現(xiàn)高負載密度設備群。這種情況可能導致數(shù)據(jù)機房出現(xiàn)熱點，并要求操作員采取相應措施，如降低空氣溫度設置點等。 供配電系統(tǒng) 概 述 智能建筑中的機房用電，如計算機機房、數(shù)據(jù)中心、網絡機房、消防和安防控制室、電梯機房等用電，都屬于一級符合，要有確切的保障措施。有些數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是不允許斷電的，需UPS電源支持，否則，若發(fā)生斷電事故，會造成中達經濟損失或數(shù)據(jù)丟失。因此，電源保障和供電可靠性在智能建筑的機房建設中顯得格外重要。 機房常用的供電方式 直接供電 隔離供電 交流穩(wěn)

34、壓器供電 發(fā)電機組供電 不間斷電源（UPS）供電 電源布置和系統(tǒng)設置 設計和施工必須充分了解并掌握供電對象。充分搜集機房設備和系統(tǒng)的資料才能做好電源布置和系統(tǒng)設計，從而合理地滿足機房用電需要?？傔M線柜系統(tǒng)框架圖如下： 機房配電還應考慮系統(tǒng)的擴展、升級等可能性，并應預留備用容量。單相負荷應均勻地分配在三相線路上，并使三相負荷不平衡度小于20%。 動力供配電系統(tǒng)(總進線柜系統(tǒng)圖) 由總配電柜饋出的動力供配電系統(tǒng)采用50Hz交流電，380/220V三相五線電源，TN-S接地方式，零線和地線分開設置且零地線之間電壓小于1V。動力配電柜、照明配電箱采用放射式配電直接配至各用電設備，

35、如下圖所示： 機房內所有線纜需設計鋼制橋架、線槽或鋼管敷設。由于精密空調的供電電流大、負載動態(tài)范圍款，為防止被干擾，應考慮另選路徑單獨敷設電纜。有條件時，大型機房最好采用專用電力變壓器供電。 電力系統(tǒng)節(jié)能分析 1、精確計算供電功率：使用用電管理軟件精確計算用電功率和智能化控制系統(tǒng)用電，提高電源利用率。為機房建設規(guī)劃提供更精確的數(shù)據(jù)，智能控制整體用電量。 2、供配電系統(tǒng)節(jié)約電能的技術方法,主要是配電電壓深入負荷中心、配電變壓器的正確選擇和經濟運行、配電線路的合理選擇和經濟運行、電壓調節(jié)和無功補償?shù)燃夹g和方法的采用，具體可參看《論供配電系統(tǒng)節(jié)能技術方法與措施》。 我國現(xiàn)有電

36、力系統(tǒng)中，35kV以上電壓等級輸變電系統(tǒng)主要擔負著遠距離傳輸電能的作用，l0kV及380/220V電壓等級則是配電系統(tǒng)的主體，與用戶關系最為密切。電能通過導線、開關、變壓器等設備進行傳輸?shù)倪^程中，會產生功率損失(有功、無功功率)，并在相應的時間內產生能量損失(有功、無功電量)。配電系統(tǒng)的線損率就是指在一段時間內，配電過程中損失的有功電量和該系統(tǒng)所獲得的總電量之比。 線損電量通常包括兩部分：技術線損電量和管理線損電量。技術線損電量是在傳輸過程中直接損失在傳輸設備上的電量，主要有：正比于電流平方的配電線路導線和變壓器繞組中的電能損失，也稱負載損失；與運行電壓有關的變壓器損失和電容、電纜的絕緣介

37、質損失，電能表電壓線圈損耗，互感器鐵心損耗等，也稱空載損失。技術線損電量可以通過采取相應的技術措施予以降低。管理線損電量則是在計量的統(tǒng)計管理環(huán)節(jié)上造成的，包括：各類電表的綜合誤差；錯抄、漏抄及計算錯誤；設備漏電；無表用電、竊電等造成的電量損失，需要采取必要的組織措施與管理措施來避免和減少。 （1）配電系統(tǒng)的降損節(jié)能技術措施 a. 合理使用變壓器 根據(jù)用電特點選擇較為靈活的結線方式，并能隨各變壓器的負載率及時進行負荷調整，以確保變壓器運行在最佳負載狀態(tài)。變壓器的三相負載力求平衡，不平衡運行不僅降低出力，而且增加損耗。要采用節(jié)能型變壓器，如非晶合金變壓器的空載損耗僅為S9系列的25%~

38、30%，很適合變壓器年利用小時數(shù)較低的場所。 b. 重視和合理進行無功補償 合理地選擇無功補償方式、補償點及補償容量，能有效地穩(wěn)定系統(tǒng)的電壓水平，避免大量的無功通過線路遠距離傳輸而造成有功網損。對配電網的電容器無功補償，通常采取集中、分散、就地相結合的方式；電容器自動投切的方式可按母線電壓的高低、無功功率的方向、功率因數(shù)大小、負載電流的大小、晝夜時間劃分進行，具體選擇要根據(jù)負荷用電特征來確定并需注意下列幾個問題： 高層建筑或住宅聚集區(qū)單相負載所占比例較大，應考慮分層單相無功補償或自動分相無功補償，以避免由一相采樣信號作無功補償時可能造成其它兩相過補償或欠補償，這樣都會增加配網損耗，

39、達不到補償?shù)哪康摹? 裝設并聯(lián)電容器后，系統(tǒng)的諧波阻抗發(fā)生了變化，對特定頻率的諧波會起到放大作用，不僅對電容器壽命產生影響，而且會使系統(tǒng)諧波干擾更加嚴重。因此有較大諧波干擾而又需補償無功的地點應考慮增加濾波裝置。 c. 對低壓配電線路改造，擴大導線的載流水平 按導線截面的選擇原則，可以確定滿足要求的最小截面導線；但從長遠來看，選用最小截面導線并不經濟。如果把理論最小截面導線加大一到二級，線損下降所節(jié)省的費用，足可以在較短時間內把增加的投資收回。 d. 減少接點數(shù)量，降低接觸電阻 在配電系統(tǒng)中，導體之間的連接普遍存在，連接點數(shù)量眾多，不僅成為系統(tǒng)中的安全薄弱環(huán)節(jié)，而且還是造成線

40、損增加的重要因素。必須重視搭接處的施工工藝，保證導體接觸緊密，并可采用降阻劑，進一小降低接觸電阻。不同材料間的搭接尤其要注意。 e. 采用節(jié)能型照明電器 根據(jù)建筑布局和照明場所合理布置光源、選擇照明方式、光源類型是降損節(jié)能的有效方法。如1只20W電子節(jié)能燈的光通量相當于1只100W白熾燈的光通量。推廣高效節(jié)能電光源，以電子鎮(zhèn)流器取代電感鎮(zhèn)流器；應用電子調光器、延時開關、光控開關、聲控開關、感應式開關取代蹺板式開關，將大幅降低照明能耗和線損。 f. 調整用電負荷，保持均衡用電 （2）配電系統(tǒng)降損節(jié)能的管理措施 a. 指示管理 b. 無功管理 c. 諧波管理 d.

41、計量管理 e. 統(tǒng)計分析 配電網的降損節(jié)能工作不但可以減少用戶電費支出，提高企業(yè)經濟效益，挖掘配電設備供電能力，而且對國家能源利用、環(huán)境保護、資源優(yōu)化配置極為有利。應當引起供、用電部門的高度重視。在采用傳統(tǒng)降損節(jié)能措施的同時，應加大科技投入，提高用電管理的技術水平和管理水平。 具體可參看《配電系統(tǒng)的降損節(jié)能技術措施》。 UPS不間斷電源 概 述 UPS是不間斷電源（Uninterruptible Power Supply）的英文縮寫，它的功能主要有兩個：一是在市電正常時改善對負載的供電質量，同時對后備電池進行充電；二是在市電異常時，通過后備電池保證向負載供電的不間斷性。

42、UPS主要由整流器、逆變器、靜態(tài)開關組成。有四種電路結構：后備式、在線式、在線互動式、在線補償式。 UPS的使用形式 選購UPS一定要選最適合自己實際使用情況的。 首先是容量的選擇，UPS容量應該根據(jù)目前的負載量，再加上近期準備增加的負載量來計算。 其次要選擇節(jié)能的UPS。目前UPS的發(fā)展趨勢是高頻化和模塊化，因為高頻化可以提高UPS的輕載效率和半載效率，模塊化可以使用戶邊成長邊投資，節(jié)約能源同時方便擴容。 UPS電源的技術性能 UPS電源的技術性能隨使用要求的不同而不同，主要技術性能包括以下幾個方面。 在線式 高效數(shù)字功率器件PIGBT技術 DSP技術和SM

43、D電氣集成模塊 電池保護功能 靈活可靠的并聯(lián)技術 通信及監(jiān)控功能 高可靠性 散熱系統(tǒng) 控制和診斷監(jiān)控系統(tǒng) UPS系統(tǒng)配置方案 很多設計工程師都試圖設計出完美無暇的UPS解決方案為關鍵負載提供支持，不過他們的設計方案往往不一定涉及到設計方案的可用性范圍。例如，并聯(lián)冗余、串聯(lián)冗余、分布式冗余、熱連接、熱同步、多路并聯(lián)總線、雙系統(tǒng)以及故障預警系統(tǒng)等，這些都是設計工程師或制造商賦予不同配置方案的名稱。這些名稱的問題對于不同的用戶，它們可能具有不同的含義，可以存在很多種解釋方式。雖然目前市場上的UPS配置名目繁多且差別甚大，但最常用的不外乎5種。這5種方案包括:①容量；②串聯(lián)冗

44、余；③并聯(lián)冗余；④分布式冗余；⑤雙系統(tǒng)。選擇系統(tǒng)配置方案時，應當根據(jù)負載的關鍵程度而定。此外，還要考慮停機所帶來的影響以及公司的風險承受能力，這樣才能更好地找到合適的系統(tǒng)配置方案。 UPS供配電系統(tǒng) （雙總線冗余UPS供配電系統(tǒng)圖） UPS供配電系統(tǒng)的供電范圍是計算機設備（主機和附屬設備）、通信設備、網絡設備、服務器、監(jiān)控設備、保安監(jiān)控系統(tǒng)小型機/服務器、網絡主交換機等重要設備。UP是輸出配電回路（每個配電控制開關為一個回路）需按機房內設備要求設置，小型機/服務器、網絡核心交換機及重要路由器要由獨立雙回路供電，其他計算機設備可用一個回路帶3-4個插座，固定于地板下。UPS供配電系統(tǒng)的可

45、靠性，最主要體現(xiàn)在采用了雙電源末端互投上，如下圖所示： UPS節(jié)能措施 目前UPS的節(jié)能必需從方案、UPS、電池、配電等方面全方位進行。 1、按需擴容的柔性規(guī)劃 一般數(shù)據(jù)中心的建設都不是一步到位,會考慮今后未來幾年的擴容,在設計時UPS容量一般都考慮容量比較大些,一次就安裝了幾套大功率的UPS并機，初期負載量只有規(guī)劃容量的10%～20%，使UPS的利用率很低，造成電能的浪費。如何避免這種情況的發(fā)生，從UPS供電系統(tǒng)角度考慮,應該包括: （1）供電方案設計 目前UPS供電方案主要有分散供電、集中供電兩種。分散供電是一臺UPS為一臺或多臺設備供電。分散供電的好處是分散風

46、險,不會因為一臺UPS異常造成大部分設備停電;缺點是UPS分散布置,不便管理,而且布線不容易規(guī)劃。另一種是采用集中供電,由一套大功率的UPS直接對數(shù)據(jù)中心的所有負載供電。集中供電的好處是便于規(guī)劃、管理方便、維護方便;缺點是如果UPS系統(tǒng)異常,容易引起數(shù)據(jù)中心大面積停電事故,此缺點可以通過采用并聯(lián)構架來避免。因此,以上兩種方案各有優(yōu)缺點,目前的數(shù)據(jù)中心一般都采用集中供電方案。由于UPS并機數(shù)量有限制,而且當UPS系統(tǒng)并機數(shù)量超過4臺時,其可靠性并不比單機供電系統(tǒng)高多少。當機房UPS裝機總容量超過一定限度時,建議將機房按幾期規(guī)劃分成幾個區(qū)域進行供電。規(guī)劃時可以參考:單機容量不宜超過400kVA,并

47、機數(shù)量不宜超過3臺。 （2）UPS在線并機擴容功能 數(shù)據(jù)中心的UPS容量的規(guī)劃，可以根據(jù)不同時期的負載容量要求,采用逐步擴容的方案,使投資方案更經濟，同時也能使UPS工作處于較佳的效率點。目前中、大功率段的UPS均已經具備冗余并機功能，不僅提高了系統(tǒng)的可靠性，同時也為機房擴容提供了條件。只要規(guī)劃時在UPS前后配電箱預留足量的空氣開關，并在機房規(guī)劃相應空間，即可實現(xiàn)UPS并機擴容功能。關鍵是并機的過程處理，多種品牌UPS并機時需要對UPS的設置進行修正，此時要求UPS必須工作在維修旁路狀態(tài)，UPS由市電直接帶載，如果此時市電波動較大甚至停電，將造成系統(tǒng)的大面積癱瘓。所以并機擴容必須具備在

48、線并機功能，即UPS并機擴容時，只需將新增UPS軟件修改至與原UPS系統(tǒng)一致后，在不關閉原有UPS系統(tǒng)的情況下，直接將新增UPS并入原有系統(tǒng)即可，擴容前后，UPS均工作于在線模式下，避免切換至旁路供電的高風險操作。 （3）采用模塊化UPS，實現(xiàn)逐步擴容 目前,模塊化UPS已經開始在國內應用,模塊化UPS特點主要包括:可擴容、平均故障修復時間(MTTR)短、可經濟實現(xiàn)“N+X”冗余并機。　 　 2、提高UPS自身能效,優(yōu)化負載效率曲線 目前UPS均為在線式雙變換構架，在其工作時整流器、逆變器均存在功率損耗。以一個容量為400kVA的UPS為例，每度電按0.95元計算，UPS效率每提高

49、1%，一年節(jié)省的電費為4000.80.01243650.95=26630.4元?？梢娞岣遀PS的工作效率，可以為數(shù)據(jù)中心節(jié)省一大筆電費，可見提高UPS效率是降低整個機房能耗的最直接方法。因此采購UPS，盡量采購效率更高的UPS。 當然UPS效率高不僅僅是滿載時效率高,同時也必須具備一個較高的效率曲線,特別是在“1+1”并機系統(tǒng)時,根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃,每臺UPS容量不得大于50%,如果此次效率僅為90%以下,就算滿載效率達到95%以上,也是沒有意義的,所以要求UPS必須采取措施優(yōu)化效率曲線,使UPS效率在較低負載時也能達到較高的效率。 UPS效率與輸出功率關系曲線圖 除了提高UPS自

50、身的效率之外，UPS上面的一些功能也可加以利用。比如像ECO經濟運行模式。其原理是在較好 的市電環(huán)境時，激活此功能，使UPS由靜態(tài)旁路直接供電，此時逆變器處于待機狀態(tài)，正常工作，但不輸出能 ，一旦市電異常，UPS立即切換到逆變器供電狀態(tài)，切換時間一般在1ms以內，具體見圖2所示，藍色為輸入電 波形，黃色為輸出電壓波形。由于此時的逆變器處于待機狀態(tài)，所以自身損耗很小，此時UPS的整機效率可以達 到97%以上，比正常模式節(jié)省3%以上的功率。 ECO模式轉正常供電模式波形圖 使用ECO模式必須具備以下條件: (1)靜態(tài)旁路必須采用兩組高可靠晶閘管，不得采用接觸器加晶閘管的組合，因為接觸

51、器吸合時，接觸點會打火，一般工作數(shù)百次之后就不能正常工作了。而晶閘管則不存在此問題，同時可以縮短切換時間。 (2)建議使用在較好的電力環(huán)境下，比如一級供電單位等。 3、降低輸入電流諧波，提高功率因數(shù) 諧波產生的根本原因是由于電力線路呈現(xiàn)一定阻抗，等效為電阻、電感和電容構成的無源網絡，由于非線性負載產生的非正弦電流，造成電路中電流和電壓畸變，稱為諧波。諧波的危害包括:引起電氣組件附加損耗和發(fā)熱(如電容、變壓器、電機等);電氣組件溫升高、效率低、加速絕緣老化、降低使用壽命;干擾設備正常工作;無功功率增加，電力設備有功容量降低(如變壓器、電纜、配電設備);供電效率低;出現(xiàn)諧振，特別是柴油發(fā)

52、電機發(fā)電時更嚴重;空開跳閘、熔絲熔斷、設備無故損壞。UPS對于電網而言是一個非線性負載，在工作的時候會產生大量的諧波。以配置6脈沖整流器的UPS為例，其輸入功率因數(shù)一般為0.75左右，諧波大于30%。降低UPS工作諧波的主要方法有: (1)采用12脈沖整流器。其原理是在原有6脈沖整流器基礎上，在輸入側增加一個移相變壓器和6脈沖整流器。采用該技術方案后，可以將諧波降低至10%左右。優(yōu)點是較為簡單，諧波改善明顯;缺點是對功率因數(shù)改善有限，價格略高。 (2)采用無源濾波器。依據(jù)LC濾波電路原理，對UPS產生的諧波進行濾除，并對功率因數(shù)進行補償。優(yōu)點是技術簡單，成本較低;缺點是只能補償特點階次

53、的諧波，同時受負載阻抗影響較大，無法適用于全功率段。 (3)采用有源濾波器。原理是利用可控的功率半導體器件向電網注入與諧波源電流幅值相等、相位相反的電流，使電源的總諧波電流為零，達到實時補償諧波電流的目的。優(yōu)點是可以補償多個階次的諧波，且不受負載阻抗大小的影響;缺點是購置成本較高。 (4)采用高頻IGBT整流及PFC功率因數(shù)校正電路設計整流器。原理是采用高頻率PWM控制IGBT導通，對輸入電壓波形進行分割，使輸入電流波形盡量接近正弦波，并對輸入電壓和電流相位差進行補償。優(yōu)點是體積輕，價格便宜，效果好;缺點是技術結構復雜，不易維護，受功率器件影響，目前容量大小受到限制。 4、電池管理

54、及配電管理技術 UPS都配備了電池組，用戶在電池組上的投資往往占整個UPS供電系統(tǒng)投資的很大一部分，甚至超過UPS本身的投資，而電池的使用年限明顯低于UPS設備。由于電池主要材料是重金屬鉛、硫酸和不易分解的塑料，都會對環(huán)境造成嚴重的污染。因此減少電池使用數(shù)量，延長電池循環(huán)使用壽命，不僅節(jié)省直接和間接的電池投資，而且還減少整個對環(huán)境的污染。所以UPS可以通過以下幾個技術實現(xiàn)電池的節(jié)能。 (1)并機共用電池組功能。共用電池組原理是通過特殊的整流器控制及故障隔離技術，使并機系統(tǒng)中的兩臺或多臺UPS的整流同步、母線均流，使系統(tǒng)中的各臺UPS母線直接并聯(lián)，然后將滿足系統(tǒng)后備時間要求的電池并聯(lián)后接入

55、并聯(lián)母線系統(tǒng)中，實現(xiàn)電池的共享，減少電池投資。以“1+1”為例，傳統(tǒng)的UPS方案，系統(tǒng)后備一小時，考慮其中一臺UPS故障時，UPS2的電池不能為UPS1使用，所以UPS1和UPS2必須各配置一套一小時的電池組，才能保障系統(tǒng)在斷電后還能備用一小時。采用共用電池組方案后，因為UPS1故障后，系統(tǒng)中的電池仍能為UPS2提供能量，所以整個系統(tǒng)僅需配置1套1小時電池即可。不僅節(jié)省了電池直接投資，同時也節(jié)約機房在空間、承重及空調等方面的投資，也降低了對環(huán)境的污染?；蚺渲蒙僭S電池，增配發(fā)電機組。 (2)智能電池管理技術。影響電池壽命的因素有很多，主要包括溫度、充電、放電、循環(huán)次數(shù)等。如果能夠對上述幾個因

56、素進行綜合處理，可以大大延長電池的使用壽命，延長電池更換周期，節(jié)約電池投資。UPS的智能電池管理技術主要包括:電池均浮充管理(均浮充控制)、充電溫度補償、智能放電終止電壓控制，除此之外還應具備電池定期自動檢測和電池漏液檢測功能。另外還可以選擇輸入電壓范圍較寬的UPS，減少電池放電次數(shù)。通過上述幾種技術，可大幅度延長電池壽命2～3年。 (3)智能UPS配電管理技術。原理是通過偵測UPS電池電壓或者管理設備供電時間，實現(xiàn)對機房中不同等級負載的多次下電保護功能，減少電池投資、提高電池使用率。智能UPS配電管理技術主要有兩種方案:包括軟件實現(xiàn)方式及硬件實現(xiàn)方式。 5、采用新型的節(jié)能的UPS電源

57、：使用燃料電池的UPS?？蓞⒖肌度剂想姵卦赨PS供電系統(tǒng)中的應用》。 機房動力環(huán)境監(jiān)控與節(jié)能措施 機房動力設備監(jiān)控 機房動力設備監(jiān)控包括電力監(jiān)控、發(fā)電機監(jiān)控、UPS監(jiān)控、空調、新風監(jiān)控。電力監(jiān)控電源系統(tǒng)的電壓、電流、頻率、視在功率、有效功率等參數(shù)；發(fā)電機監(jiān)控轉速、輸出電壓、電流、頻率、油溫等參數(shù)；UPS監(jiān)控UPS狀態(tài)、輸入輸出電壓、電流、頻率、電池電壓、電池后備時間等參數(shù)；空調監(jiān)控送回風溫濕度、風量、壓縮機狀態(tài)、過濾器狀態(tài)參數(shù)。 機房動力環(huán)境監(jiān)控 機房環(huán)境監(jiān)控包括機房各區(qū)域溫濕度、漏水情況、消防監(jiān)控等。 安防監(jiān)控 安防監(jiān)控主要是視頻監(jiān)控、紅外防盜監(jiān)控、門禁監(jiān)控。

58、 監(jiān)控系統(tǒng)功能 動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)以下三種功能：數(shù)據(jù)采集和控制；設備運行和維護；維護管理。管理功能實現(xiàn)以下四組管理功能：配置管理；故障管理；性能管理；安全管理。 環(huán)境動力監(jiān)控系統(tǒng)的結構組成 機房環(huán)境動力監(jiān)控系統(tǒng)由現(xiàn)場傳感器和檢測設備、通信設備、上位機和軟件組成。其中上位機和軟件處于核心地位。整個系統(tǒng)主體上是基于PC的(PG-Based)控制結構。機房環(huán)境動力監(jiān)控的特點以監(jiān)視為主，采集的數(shù)據(jù)需要進行處理如報表、各種報警、打印、數(shù)據(jù)記錄等。因此監(jiān)控軟件的核心功能之一就是采集數(shù)據(jù)。通信方式主要可歸納為三種。 標準通信協(xié)議。 常用的標準協(xié)議有:ARCNET，CANBus，D

59、evjceNet，LonWorks，Modbus，Profibus。 標準的資料交換接口。 常用的有:DDE(dynamicdataexchange)、OPC(OLEforProcesscontrol)。使用標準的資料交換接口。 綁定驅動(nativedriver)。 綁定驅動程序是針對特定硬件和目標設計的驅動。 設計需求規(guī)劃 不同的機房用戶，對機房內的設備數(shù)量、型號規(guī)格要求不一樣，甚至使用習慣都不同，這就造成需求的千差萬別，因此很難用固定不變的軟件滿足所有需求，二次開發(fā)是不可避免的。為成功地進行二次開發(fā)，在機房環(huán)境動力監(jiān)控項目的實施過程中，特別需要和用戶有良好的技術溝

60、通。一般按照如下幾個步驟進行環(huán)境動力監(jiān)控的規(guī)劃和實施。 確定需要監(jiān)控的對象 首先應該明確系統(tǒng)中需要監(jiān)控的設備和項目。 確定監(jiān)控對象的信號類型 監(jiān)控對象雖然多，但信號類型只分為三類:開關量信號、模擬量信號、智能設備信號 確定監(jiān)控對象的信號采集方法 信號的采集過程分為幾個環(huán)節(jié):實際信號一電信號的轉換;電信號一數(shù)字信號的轉換 確定智能設備的控制參數(shù) 智能設備是監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的難點。應保證設備有通信接口并重點了解協(xié)議中提供的參數(shù)，規(guī)劃出需要的信息 確定系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能 在每個具體項目中，需要與用戶進行良好的溝通，確認最終要實現(xiàn)的系統(tǒng)功能 確定采用的通信解決方

61、案 采用常用的現(xiàn)場采集模塊配合RS485通信模式。模擬量和開關量用一條總線,其余的智能設備每臺占用一條總線 確定軟件的集成開發(fā)平臺 考慮到靈活性和開放性，可以采用組態(tài)軟件 節(jié)能措施 1、風閥控制 在新型的綠色數(shù)據(jù)中心，動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)可以通過采集機柜的溫濕度，自動通過風閥控制送風量的大小和調控空調的協(xié)同工作，避免空調之間的抵觸工作（一個在制冷，一個在制熱的狀態(tài)或一個在加濕狀態(tài)、一個在除濕狀態(tài)），能準確的匹配電能系統(tǒng)，使用電效率應用到最佳狀態(tài)。 2、電池容量管理 蓄電池作為系統(tǒng)的后備電源，其性能好壞直接影響停電支撐時間。對重要機房來說，蓄電池更是救命稻草，一旦開關

62、電源(整流模塊)、UPS電源，輸出出現(xiàn)故障或市電停電后UPS無法正常供電，此時蓄電池性能的性能就直接關系機房的安全。 運維人員要做到心中有譜就必須了解蓄電池的后備支撐時間。一般來說了解蓄電池的后備支撐時間的測試方法有多種多樣，可以是理論測算，也可以是實測數(shù)據(jù)。由于理論測算受到各方面的影響因素較大，與實際容量偏離較大故只能作為判斷理論容量的一個參考值。最原始實測數(shù)據(jù)方式就是運維人員帶著放電設備及容量測試設備到機房放電。 動力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)可以實現(xiàn)遠程的對蓄電池的測試和放電。遠程電池的電池容量的大小隨時可以做到動態(tài)更新。利用監(jiān)控系統(tǒng)對電池的遠程放電來管理蓄電池放電支撐時間，可為動力調度提供重

63、要的調度依據(jù)。同時，利用監(jiān)控系統(tǒng)報表功能對各項指標進行分析，可作為蓄電池每年例行的放電測試原始記錄，不僅節(jié)約了人力成本，還在很大程度上節(jié)省了物力、財力成本。別一方面通過對電池的容量測試過程，運維人員還可通過監(jiān)控系統(tǒng)提供的報表及曲線功能來分析電池的健康狀況，及時剔除落后電池，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行，并且放電過程中出現(xiàn)的落后電池也能及時被運維人員發(fā)現(xiàn)，做到早更換、早處理，達到提升蓄電池性能的目的。 3、空調控制智能化 對于某機房區(qū)域配置兩臺或多臺空調設備并且各自獨立運行時，由于多臺空調系統(tǒng)之間存在個體差異會帶來巨大的內部損耗，現(xiàn)象是部分空調處于加熱狀態(tài)，而部分空調則處于降溫狀態(tài)；或者是部分空

64、調處于加濕狀態(tài)，而部分空調則處于除濕狀態(tài)，其主要原因如下： 空調內部溫濕度傳感器一致性差異或部分傳感器損害； 空調設備溫濕度設置的差異或異常； 空調回風路由的不同或整個機房溫濕度部分差異； 往往上述原因所帶來的空調內部損耗不易察覺或無法察覺，這樣所帶來的電能損失是相當巨大的。 所以用集中監(jiān)控的方法選取機房中某一臺空調作為主控空調（空調1），其他空調依次與其控制器連接；通過主控空調來設置聯(lián)機信息，包括聯(lián)機數(shù)量、各臺空調設置溫濕度以及可設置空調輪流啟停時間； 通過主控空調的傳感器信息來控制機房所有空調，實現(xiàn)一致性的升降溫和加除濕狀態(tài)； 通過主控空調控制多個空調輪流工作保障了各臺

65、空調定期運行，同時避免了由于自身傳感器誤差帶來的部分空調持續(xù)工作，部分空調從不工作的弊端。 4、通風系統(tǒng)改造 雖然監(jiān)控系統(tǒng)有著各種各樣的組網方式及形形色色數(shù)據(jù)采集方案，但無論怎么改變，其最基本處理量都包含模擬量采集、開關量采集、遙控輸出等最基本數(shù)據(jù)的處理。 通過實踐，發(fā)現(xiàn)利用監(jiān)控設備的智能控制功能加上普通換風機，可以實現(xiàn)智能風機的功能。利用監(jiān)控設備的遙控通道控制風機運行，通過控制表達式的修改就可以達到風機的自定義開關機及空調的協(xié)調控制，能實現(xiàn)使用風機降溫的情況下盡量不使用空調的目的。系統(tǒng)連接如下圖所示。 通過改造后的風機系統(tǒng)結構圖 5、告警管理 監(jiān)控系統(tǒng)告警并非都

66、是故障報警，更多的是系統(tǒng)對運維人員的一個警示。 運維人員應通對重要參數(shù)的變化設定對重要故障設定為重要告警，并配以聲光告警用以警示(如市電停電)，對一般性的參數(shù)變化則將其設定為一般告警，不配以聲光告警（如交流電壓過壓10%以內）。系統(tǒng)告警有時更多是對故障前夕的一個警示，如不處理得當將使告警繼續(xù)發(fā)展成為故障。 在沒有動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮作用的情況下，運維人員對系統(tǒng)故障的處理往往采用的都是事后補救的形式。往往在故障發(fā)生時機房中斷后運維人員到現(xiàn)場查看才可以發(fā)現(xiàn)故障情況，故障處理時限較長。相應的處理人員則通過分析監(jiān)控提供的數(shù)據(jù)對故障情況作一個準確的判斷，然后決定讓相關人員依什么樣的方式處理，大大提高了故障處理的效率。 除了上述的動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)在節(jié)能降耗上體現(xiàn)出的功能，很多新功能、新用法還需運維人員去發(fā)現(xiàn)和探索研究。 通過對動力監(jiān)控系統(tǒng)的合理利用，以及數(shù)