数据中心/数据机房 PUE能效优化服务

（方案策划书）

实施单位：

广东省峰谷电热冷综合能源生产改造技术有限公司

 支撑单位：

广东省电信规划设计院有限公司

二O二三年三月

一、数据中心基础设施概况

1.1基本情况

A数据中心位于XX市XX镇街（园区），于XX年投入使用。该数据中心机房面积XX平方米，经过委托第三方专业机构实地测试，实际运行PUE为XX。

图1 数据中心位置图（略）

图2 数据中心外观(略）

图3 数据中心平面图（略）

1.2供配电系统

整个数据中心供配电系统为2N+1冗余配置，供电可靠性较高。

图4 供配电系统拓扑图（略）

电源输入：A数据中心采用双路XXV市电引入，未配置独立变压器，单路容量XXkVA，合计XXkVA。

UPS不间断电源：采用高频UPS产品，分别接入两路市电，具有整流整压功能，并可提供XX分钟满负荷负载支撑。

图5 UPS不间断电源铭牌（略）

备用电力：配置两台XXkVA户外型柴油发电机组，采用多路并机系统，自动监测控制，市电失电时快速自启。

图6 柴油发电机铭牌（略）

1.3通风与空气调节系统

A数据中心机房冷源采用风冷直膨式精密空调，N+1冗余备份。通风系统采用下送风上回风，冷热通道分离形式。日常运行时空调送风温度为XX℃，回风温度为XX℃；机柜最高进风温度为XX℃。

图7 精密空调铭牌（略）

1.4 IT 系统

A数据中心采用标准的XX型号机柜，单机柜设计功率XXkW，平均运行功率XXkW。

图8 机房布局图（略）

1.5 动环系统配置及运维情况

A数据中心采用动环监控系统，可实时监测机房内的温度情况以及UPS、精密空调等运行情况。人员7×24小时值班，可有效保证机房的稳定运行。

二、数据中心能耗情况及分析

A数据中心XX年度总用电XX万kWh，IT设备用电XX万kWh，年度PUE为XX，具体组成如下表。由此可见，照明系统及其他部分耗电量基本正常，通风与空气调节系统和供配电系统均具有较大的节能潜力。但需进一步厘清影响能耗的具体原因。

表1 用电比例分析（示例）

图 9 PUE 组成及各用电系统占比示意图（略）

三、子系统勘察情况、测试方案及合理性分析

（仅供参考，不限于以下方面）

3.1通风与空气调节系统

现场走访发现，精密空调在XX年投用，机组运行已超过XX年，属于超期服役，机组老化情况较严重。

图10 屋顶空调室外机（略）

气流组织方面，机房虽然进行了冷热通道隔离，但未对冷通道或热通道进行封闭，机柜内存在部分空留位置未安装盲板的现象，且机柜内部IT设备布置较混乱，没有对设备的进、回风口同向部署。

综合上面情况，拟对空调机组进行COP抽样测试。并对冷通道内温度分布情况进行测试，判断气流组织情况，以判断影响通风与空气调节系统能耗的主要原因。

3.2供配电系统

现场走访发现，无功补偿装置、有源滤波装置运行正常。对UPS面板运行数据的读取，其效率在XX%左右，造成不必要的能源消耗，需进一步了解效率偏低的原因。

四、子系统测试过程及结果

4.1精密空调测试

机组采用的是传统的机型，压缩机为传统的涡轮压缩机，无法利用室外自然冷源，也未采用主流的送风温度控制。对机组进行了COP抽样测试。报告显示，机组COP在XX左右。

4.2气流组织测试

在同一个冷通道的四个不同位置进行了检测，温度差异较大，四个采样点温度分别为XX℃、XX℃、XX℃、XX℃。在IT设备朝冷通道直接排热风的位置，温度明显上升。气流组织混乱程度较高。

图11 测试记录（略）

4.3供配电系统测试

现场走访发现数据中心上架率偏低，由此引起UPS负载率过低，进一步影响了UPS以及供配电系统的效率。

图12 UPS测试结果（略）

4.4其他

测试过程中同时发现空调过滤网脏污情况严重。现场沟通了解到，客户日常维护时直接用水清洗过滤网，使得过滤网的通风效率低，增加了压缩机和风机的功耗。

图13 过滤网现状图（略）

五、子系统测试结果评价

现市场上主流冷源机组机型的AEER值已在XX以上。A数据中心所用空调机组能效远低于此，且机房内气流组织混乱，是PUE偏高的主要原因。UPS负载率偏低，是供配电系统能耗偏高的主要原因。具体影响分析如下：（略）

六、将实施的节能技术改造措施（参考）

为达到2025年末PUE 1.3以下水平，我司将从以下几方面着手：

（一）精密空调

更换冷源机组。建议采用AEER在4.0以上的、具备变频控制功能的冷源机组替代现有机组，原有机组可以改为备用机组，有效降低压缩机能耗。

加装氟泵改造。结合当地气候条件，建议进行加装氟泵的节能改造。在夏季，使用压缩机制冷。当室外环境温度较低，达到系统控制的设定点时，压缩机停止工作，氟泵启动。这种设计不必全年开启压缩机制冷，由于氟泵功率远小于制冷压缩机功率。当地全年有接近XX天左右的时间室外气温在20度以下，通过氟泵利用自然冷，年综合节能率约 30%。

（二）气流组织

对冷通道进行封闭。冷通道采用可调风量的出风地板，对机房的地板出风口进行风量平衡调节，使每个风口出风量均满足负载需求。

对机柜进行规范，所有未安装IT设备的空留位置均安装盲板，物理上消除冷热通道短路的现象。

对IT设备布置进行规范，所有IT设备的出风口对着热通道，进风口对着冷通道，提高IT设备的换热效率。

（三）配电系统

建议把数据中心的两路进线设置成主备两路电源模式，正常工作时主电源带设备全部负载，主电源失电或者主电源模块故障时备电源带全部负载。

合理安排机柜负载，使A\B\C三相的负载分布尽量均匀，可以提高UPS的输出效率，同时最大程度避免UPS过载过热。UPS的负载率显著上升后，其效率可提升到XX%左右。

（四）其他

尽快采用洁净的过滤网更换现有精密空调过滤网，可在一定程度上降低压缩机和风机能耗。

在配合冷通道封闭的情况下，精密空调采用送风温度控制，适当提升空调的送风温度，可有效降低空调机组能耗。目前的动环系统对于电参数的监测做到UPS输出端，列头柜及机架的运行参数只能依靠现场巡视手工记录，且未对用能系统进行分项计量。建议升级动环监测系统，使测点延伸到列头柜直至单机架，同时对变配电系统、空调系统、照明等用能设施安装用能分项计量系统，并完善使用过程中能耗数据的收集、存储、分析等管理工作水平，使对能耗的监测更精准，控制更有效。

目前数据中心机房已全部采用LED照明，但动环监控室、配电室以及办公室等场所的照明方式仍然是T5日光灯。建议将剩余的T5日光灯全部改为T5 LED灯管。

七、节能技术改造措施节能量及经济性初步分析（略）。

附件  机房空调 COP 测试报告（略）。