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精细空调把持体系在病院绿色数据核心的利用

时间:2022-11-17 13:17
  

摘 要:通过在信息机房安排精密空调控制系统,读取数据中心动力和环境监测系统采集到的数据,在数据中心实际负载和精密空调之间,搭建以空调控制系统为桥梁,实现机房恒温恒湿精密空调工作状态与IT设备实际负载相匹配,从而达到减小机房温度波动规模,提高空调效率的目的,最终实现降低机房PUE(Power Usage Effectiveness,能源效率指标),知足数据中心绿色节能的要求,为古代化智慧医院提供稳定的基础支持。

要害词:精密空调控制系统;机房节能;绿色节能

1 医院数据中心精密空调使用的现状

我院北京西路院区新中神思房于2016年建成,机房依照GB 50174-2008的B级机房要求建设,总面积为70平方米,按功效区域划分可分成装备区、工作区、气体钢瓶区三个区域。两路市电经ATS输入后,分辨为两台80KVAUPS主机供电,系统采取“安-安”模式工作,可满意两小时供电请求。机房内包括一台30kW显冷量的精密空调以及2台5P大金空调(大金空调作为备用机)。新中心思房采用冷通道下送风技巧将冷风直接送到关闭区域内,到达节能减排的作用。据估算,应用冷通道可将PUE从1.91降到了1.79。

当前我院中心机房精密空调配置现状重要表示为,在设计时,机房空调所选配的制冷量是匹配机房IT设备满负载的,且个别都会留有一定的冗余量,但在机房的实际经营中,机房的IT负载基础都是分批、分阶段上架,良多机房运行多年仍然处于较低负载下运用,机房空调的制冷量长期过剩,存在大马拉小车的景象,为使机房的温度坚持恒定,机房空调将频繁的启停(精密空调实际工作进程中,是采用压缩机的“启动-结束”来调节机房内的温度),引起机房温度和湿度稳定较大,也使精密空调的效率显著降低,存在较大的能耗挥霍。故而从绿色病院、绿色数据中心的角度,通过改造精密空调从而降低能耗,将是咱们下一步须要研讨的课题。

2 精细空调把持体系在数据核心节能改革中的利用

2.1 医院数据中心对精密空调的要求

医院数据中心是医疗信息化的核心基础,医院数据中心的稳定工作是医疗工作顺畅的条件和先决条件,其中电力系统的保障和温湿度的保障是数据中心稳定工作的重中之重,所以一般医院数据机房的精密空调选型根本为双压缩机以及2台空调“一用一备”的方式,但无论是双压缩机仍是“一用一备”的精密空调配置,在实际应用中,很少有双压缩机同时工作或“一用一备”两台精密空调同时开机的情况,所以就节减排而言并未增加机房实际的电量耗费。

任何系统或设备的增添不应下降原系统的稳固性,尤其是控制系统的参加,精密空调控制系统的掌握策略是全部节制系统的中心,必需始终遵守涡旋压缩机的机能特色,通过检测调速对压缩机的泄漏损耗、动涡盘摩擦损耗和睦体流动丧失的模块化节点参数检测,剖析成果为涡旋压缩机的多变效力随转速而变更,转速对多变效率、摩擦损耗影响极小,尤其是流动损失占涡盘总功耗不到万分之一。同时压缩机长期运行在变工况的前提下,保障其在较宽的转速范畴使机器畸形运行并存在较高的效率。所以在必定水平上对空调因散热问题导致的故障率高跟单台空调冷量多余,都有较大的缓解作用。并且配置精密空调节能控制系统后,对压缩机进行软启动和运行的无级调节冷量,能够有效减少紧缩机的启停次数,延伸压缩机寿命,依据实际运行数据动态调剂精密空调系统运行模式或工艺参数,逐渐迫近系统最优运行点。

2.2 控制系统工作原理

机房精密空调自身是一个完全的制冷系统,各设备及介质间的彼此关系,互相影响关联,比拟庞杂。根据制冷系统的压焓图分析,空调蒸发温度升高、冷凝温度下降,可以有效提高空调的效率。精密空调控制系统恰是基于这一法则,通过技术手腕,有效的提高了空调的蒸发温度、降低了冷凝温度,精密空调是是工艺性空调中的一种类型,通常我们把对室内温、湿度波动和区域偏差控制要求严格的空调称之为恒温恒湿空调。恒温恒湿广泛应用于电子、光学设备、化妆品、医疗卫生、生物制药、食品制造、各类计量、检测及实验室等行业。,从而实现提高空调效率,降低空调能耗的目的[2]。

精密空调控制系统需要装置在机房空调边,对空调本身修改较小,主要是在压缩机与室内风机的电气主回路上增长一套空调节能控制系统。根据空调室内风机类型,若为AC风机(交换风机,风机普通是独立工作,不受压缩机控制)时,需要把压缩机与室内风机的进线电源拆除,接进空调节能控制系统的动力进线,空调节能控制系统的动力出线接回空调压缩机与室内风机的供电回路;若为EC风机(Embedded Controller,嵌入式控制器),仅需把压缩机的进线电源拆除,接入空调节能控制系统的能源进线,空调节能控制系统的动力出线接回空调压缩机的供电回路;同时,把监测空调运行状况的信号线接入空调节能控制系统,完成空调的改造实行,空调节能控制系统不更改空调原控制系统的接线、控制方式,以保证系统增加后不影响原精密空调系统的内部构造。

当精密空调节能控制系统监测到温湿度传感器温度值(温湿度传感器主要检测空调的回风温度,正常可通过读取动力环境检测系统采集的数据或者在控制系统新增温湿度传感器实现)和空调本身的设定温度值濒临时,阐明空调工作处于热负荷较低的状态。此时通过降低压缩机的运行转速,使单位时光内通过冷凝器和蒸发器的冷媒流量下降。从而降低冷凝温度和提高蒸发温度,稳定和提升送风的温度精度,达到晋升制冷效率、降低压缩机功耗的后果,终极达到绿色节能的目的。

精密空调控制系统根据机房空调回风的实际运行温度,断定机房冷量的实时需要,控制精密空调降低压缩机转速。根据压缩机功率、转速公式:

P=Pm(np/nm)3

得悉,压缩机功率与转速成正比关系。同时在负载一定的情形下,频率与转速成正比,与功率为3倍的关系。频率越高,转速就越高,功率也提高。相反频率降低时,压缩机转速降低,而功率却为原功率的1/3。可见精密空调控制系统具备较高的节能效率。

在精密空调控制系统后真个物流衔接区域内应配置取舍开关,挑选开关由控制系统独立控制或者手动控制。入选择开关切换至原模式地位时,系统切换至原模式运行,此时精密空调控制系统停止工作,由原精密空调独破工作,空调的所有控制由空调本身控制器完成。中选择开关心换至节能模式位置时,系统切换至节能模式运行,此季节能柜根据空调的回风温度,自动调节空调的冷量输出。当精密空调控制系统产生故障时,抉择开关将自动切换至原模式运行时。

2.3 节能效果分析

精密空调控制系统完成节能改造后,显性的变化主要包含以下三方面:

(1)空调耗电功率明显降低。改造前,空调制冷量与机房IT设备热负载的不均衡,导致空调压缩机频繁停机,因为机房温度波动幅度大,也会导致空调的电加热频繁启动,引起较大的能耗糟蹋;改造后,可以有效减少压缩机停机及电加热的启动次数,能耗得到有效应用,空调效率得到进步,耗电量明显降落,均匀每小时可降低3.5千瓦的功耗。(2)机房温度更稳定。因制冷空调制冷量大于机房设备IT负载,空调将通过停滞压缩机的方法,必定导致机房温度波动,正常为设定点的±3℃;通过控制系统的参与控制,制冷量根据实际热负载主动调节,机房温度更稳定,波动幅度为±0.5℃,实现冷热平衡。(3)中心机房更加绿色环保。经估算,按照我院北京西路院区中心机房UPS16%的负载量,机房空调顾名思义其是一种专供机房使用的高精度空调,因其不但可以控制机房温度,也可以同时控制湿度,因此也叫恒温恒湿空调机房专用空调机,另因其对温度、湿度控制的精度很高,亦称机房精密空调。,实现精密空调控制系统改造后,PUE值可从1.79降低至约1.65。我院中心机房精密空调平均每小时可降低3.5千瓦的功耗,每年大概可为我院节俭2.7万元的电费。

3 停止语

使用精密空调控制系统既能使中央机房的温度更加稳定,也达到了节能环保的目标,还產生了一定的经济效应,信任跟着中央机房内新设备的陆续启用,控制系统的作用会更加显明。目前海内在中心机房内使用精密空调控制系统的案例还未几,综合以上的分析我以为精密空调控制系统是值得鼎力推广的。

随着绿色节能数据中心概念的深刻人心,建设拥有节能环保特点的数据中心已经贯串于数据中心名目的全性命周期,针对数据中心能耗大户的制冷系统,已经广泛应用的如改良送风方式、冷热通道布局、冷热通道隔离、室外天然冷源引入、雨水应用等技术已经施展很大的作用,相信精密空调智能控制系统必然会为智慧医院、绿色医院的建设添砖加瓦,为医疗信息化的物理基本供给有力保障。

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