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数据中心空调系统一种变风量节能控制策略

数据中心运维管理 | 401 2021-07-18 14:47 0 0 0
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随着互联网和计算机技术的发展,基于互联网提供的各种服务变得越来越多,作为互联网服务载体的数据中心,其建设需求也在不断的变化增加,巨大的用电容量给数据中心的建设带来了巨大压力,据统计,数据中心空调风系统的能耗占数据中心总能耗的6-10%。如何提高数据中心的空调风系统的能源效率,对数据中心节能要求意义重大。

传统冷热通道数据中心空调风系统控制方式一般有两种,第一种就是空调风机一直处于工频运行;第二种方式是恒压差送风,以冷热通道的压差作为被控对象,调整风机的转速,确保送风量的要求。

对空调送风系统,设计院一般按照最大负荷要求设计,实际数据中心往往在部分负荷下运行,第一种控制方式以工频一直运行势必造成能源的极大浪费,第二种方式保证冷热通道送风量的要求,但是随着IT负荷的变化,实际运行工况往往处于大风量,小送回风温差的工况,不能根据IT负荷的变化,自动调节送风风量,从而造成能源的浪费情况发生。

如果通过某种技术手段,把IT设备实时负荷状态与空调的送风系统相结合,空调送风系统根据IT负荷的变化,自动调节送风量,在确保机房温度的条件下,采用小风量,恒温差的运行方式,势必可以节约能源。 

基于以上现状,提出一种针对封闭冷热通道数据中心的一种变风量节能优化控制策略。包括AHU空调,温度传感器,变频器,二通阀,冷热通道设备等,原理图如图1.

                                       图1


工作原理:以某一数据中心空调为例,数据中心采用热通道封闭工艺,冷通道温度25℃,热通道回风35℃,冷热通道温差10℃,冷热通道温差∆T=T热-T冷,作为CL01的输入,与温差设定值比较,如果温差大于设定值,控制器输出控制增大风机转速,当温差设定值小于设定值时,控制器输出减少风机的转速,为了确保空调系统的冷热气流正常流动,风机应该保证最低运行频率要求。


为了确保机房温度恒定,CL02控制器通过控制AHU空调的二通阀门开度来实现,假设机房冷通道温度为25℃,当T冷温度高于冷通道设定温度,控制器输出控制二通阀增大开度,反之,控制器输出减少二通阀的的开度,以实现冷通道温度与设定一致。


本文提出的变风量控制策略,根据IT负荷变化时,在确保冷通道温度恒定的条件下,自动调节空调的送风风量,确保空调运行在冷热通道的恒温差,小风量的节能模式。变风量的空调控制模式,解决了空调在部分负荷条件下,小温差,大风量,高能耗的问题,节约了能源,特别适合于负荷变化比较大的数据中心工况。


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