數據中心電源成本占了整體成本50%以上的份額,節能是數據中心運行的一個重要工作,合適的節能舉措不但可以節約運營成本,也可以加強運維團隊對設備操作的熟練度。本文就以某云計算數據中心的節能經驗進行闡述。
云計算數據中心概述
某某云計算數據中心項目整體規模6000以上機柜,目前有1000機柜投入運行,建設標準達到TIER3+等級。
機房動力設備設計兩路20KV不同源市電,發電機采用4+1的冗余設計,末端設備為一路交流市電+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。
機房暖通設計采用閉合雙環路設計,這個設計本身就考慮到了節能以及備份,環路設計使得節約用水,保護環境,電機采用變頻技術設備,基礎設施全部采用4+1的設計。
暖通負載:云計算中心冷源設備分別為: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柴油發電機共5臺(單臺功率為1800W),柴油發電機組與10KV配電柜主進處于機械連鎖狀態;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設備上架。
生活用電:主要使用在各區域電力照明及辦公區域插板、空調等耗能。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。
供電時段區分及時段電能單價
峰值電價比谷值電價高70%,錯峰節能操作有很大空間。
設備運行現況
暖通設備
云計算中心冷源設備為常態運行模式,冷卻塔設置溫度控制溫度28~30℃。
現場設有蓄冷灌100m3*3臺,儲水溫度<13℃,冷水源充足。
冷機設置供/回水溫度 12℃~18℃,實際回水溫度13℃左右。
其他設備(含動力損耗,生活用電)
各機房、各區域室內照明處于正常使用狀態。
未帶載數據機房模塊,交流、高壓直流用電處于正常合閘狀態。
柴油發電機組加熱水套處于自啟狀態,水溫處于低限值時會自動進入加熱狀態。
現狀總結
根據現場設備運行情況、設備性能進行系統分析,云計算中心存在很大的節能優化空間。為減少安全生產運行成本,提高設備利用率,運維人員在保證安全生產的前提下,對現場設備進行規范化節能操作,逐步向低成本、高收益的生產理念靠攏。
節能優化實施周期
節能減排會貫穿整個數據中心運行的周期,根據天氣的變異,負載的變化以及其他諸多因素,節能減排的舉措是會發生變化的。但是在一定時期內,會相對固定。需要我們不斷去發現系統中的可以挖掘的地方。
規劃試運行
暖通節能優化方案制定
方案一:冷凍泵優化實施方案
數據中心IDC機房只啟用部分數據機房。通過關閉未使用機房管路,達到減少管路長度實現減少水阻,增大水流量目的。然后再逐步減頻達到節能效果。
試運行情況:關閉閥門后,管路震動較大,故本方案不宜采用。
實施結果:放棄此節能方案。
方案二:冷機出水溫度設置提升節能方案
冷機設置供/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,不便于單獨執行。
實施結果:融入綜合優化方案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,所以提高冷卻側供回水溫度可以在一定程度減少冷塔耗電量,從而實現節能效果。
試運行情況:實際節能數據未有效采集,且執行中與使用蓄冷罐放冷存在沖突,不便于單獨執行。
實施結果:融入綜合優化方案2,冷塔設備使用時,實施此節能方案。
方案四:綜合優化方案1
控制冷塔供回水32℃~37℃,冷機出水設置溫度提升1℃~3℃,其他設備對應運行。
試運行情況:目前節能效果不明顯,放棄執行。
實施結果:未執行此操作。
方案五:綜合優化方案2
控制冷塔供回水32℃~37℃,冷機出水設置溫度提升1℃,其他設備對應運行,放冷模式晝放夜蓄。
試運行情況:實際運行中發現,操作時間控制不規范,操作方式不規范。蓄冷操作時冷機運行出現喘停情況。
實施結果:操作時間、操作規范等已優化,執行中
動力及生活用電優化方案制定
生活用電優化方案:關閉不需要照明設備,拆除部分多余燈管。