山西移动一枢纽201机房局部热点解决方案

山西移动一枢纽201机房消除局部热点及节能改造中国移动XXX公司2013年11月目录项目概况方案设计依据及相关项目改造方案3.1方案一：吊顶式分布式制冷——消除局部热点3.2方案二：SIS热管制冷背板——消除局部热点、节能3.3方案三：水冷背板系统——消除局部热点改造方案对比改造方案选择改造方案详细介绍及节能效果测算目录1.项目概况位置：机房位于山西移动通信第一枢纽大楼2层建筑概况：面积约550m2，机房地板架空：0.5m机房空调系统：机房空调系统采用上送风的气流组织形式，通过通风管道将冷风送至IT设备机柜上方，实现精确送风。机房配备7台空调，总制冷量502.0kW。一枢纽201机房空调设备情况空调品牌/型号制冷量（kW）数量（台）STULZ85274.25DENCO-U280GAGH78.51HIROSS46OA52.71机房空调系统现在及突出问题：机房内局部热点比较严重，尤其是在发热量较大的小型机机柜区域；机房已经在该区域增加了送风量，但局部温度仍超过30℃。1.项目概况201机房局部热点分布情况机房空调室内环境设计参数1.项目概况室外设计参数：干球温度35℃，湿球温度27℃建筑性质夏季冬季温度（℃）相对湿度（%）温度（℃）相对湿度（%）数据机房23±25023±250目录项目概况方案设计依据及相关标准项目改造方案3.1方案一：吊顶式分布式制冷——消除局部热点3.2方案二：SIS热管制冷背板——消除局部热点、节能3.3方案三：水冷背板系统——消除局部热点改造方案对比改造方案选择改造方案详细介绍及节能效果测算目录山西省太原市气象统计数据2.方案设计依据及相关标准2.方案设计依据及相关标准《电子计算机场地通用规范》GB/T2887-2000《电子计算机机房设计规范》GB50174-2008《电子计算机机房施工及验收规范》SJ/T3033-93《供配电系统设计规范》GB50052-2009《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》GB/T50312-2007《通信用配电设备》YD/T585-1999设计相关标准：目录项目概况方案设计依据及相关标准项目改造方案3.1方案一：吊顶式分布式制冷——消除局部热点3.2方案二：SIS热管制冷背板——消除局部热点、节能3.3方案三：水冷背板系统——消除局部热点改造方案对比改造方案选择改造方案详细介绍及节能效果测算目录3.项目改造方案201机房中，小型机机柜发热量较大，排风温度过高，严重影响了邻近机柜的散热条件，本项目改造目的如下：改善机房气流组织，解决局部热点问题；提高空调系统的利用效率，降低机房空调用电量，实现节能增效；探索机房高密度散热技术，为集团的高密度机房的空调系统设计提供参考。项目改造目的3.1方案一：高密度吊顶式分布式制冷空调方案效果：消除机房局部热点方案提供方：艾默生网络能源方案主设备配置设备外观：设备厂家艾默生产品名称XDV系列额定制冷量kW8额定风量m3/h1410电源220～240V,1ph,50Hz满负荷电流A1高mm355宽mm581深mm1003重量kg35安装方式吊装或固定于机架上部设备名称制冷量（kW）数量（台）室内XDV108kW14室外XDC160130kW1总制冷量112kW总投资130万元3.2方案二：SIS热管制冷背板方案效果：消除机房局部热点+自然冷源节能方案提供方：北京纳源丰方案主设备配置设备外观：设备厂家北京纳源丰产品名称SISCRD系列额定制冷量kW8额定风量m3/h≥1500m3/h电源220～240V,1ph,50Hz满负荷电流A0.5高mm2000宽mm800深mm260重量kg80安装方式安装在机柜背门位置设备名称制冷量（kW）数量（台）室内SISCRD088kW14室外SHPS120120kW1总制冷量112kW总投资126.2万元3.2方案三：水冷背板方案效果：消除机房局部热点方案提供方：国电恒嘉科技方案主设备配置设备外观：设备厂家国电恒嘉科技产品名称SISCRD系列额定制冷量kW8额定风量m3/h-电源-满负荷电流A-高mm2000宽mm800深mm320重量kg115安装方式安装在机柜背门位置设备名称制冷量（kW）数量（台）室内RDHx088kW14室外CDU120120kW1总制冷量112kW总投资297.5万元目录项目概况方案设计依据及相关标准项目改造方案3.1方案一：吊顶式分布式制冷——消除局部热点3.2方案二：SIS热管制冷背板——消除局部热点、节能3.3方案三：水冷背板系统——消除局部热点改造方案对比改造方案选择改造方案详细介绍及节能效果测算目录4.改造方案对比方案吊顶式分布式制冷空调SIS热管制冷背板水冷背板厂家艾默生网络能源北京纳源丰国电恒嘉科技制冷量（kW）112112112改造投资额（万元）130126.2297.5单位制冷量投资额（万元/kW）1.161.132.66实施效果消除局部热点消除局部热点、节能消除局部热点4.改造方案对比方案吊顶式分布式制冷空调SIS热管制冷背板水冷背板实施效果消除局部热点消除局部热点、节能消除局部热点优势安装方便；可消除局部热点；可根据机房需要移机，或重新布置空调位置。安装方便；可消除局部热点；可利用自然冷源，项目完成后，可节约用电约33万度/年；初投资低；可根据机房需要移机，或重新布置背板的位置。安装方便；可消除局部热点；换热极限高；可根据机房需要移机，或重新布置背板位置。劣势一枢纽201机房机柜上空有送风管道，采用吊顶式空调时，安装难度较大。部分制冷剂管路需要在地板下走，施工时会存在一定的难度。投资额比较高，存在意外漏水等隐患，对管道的制作工艺要求严格。投资回收期（年）-3.82-目录项目概况方案设计依据及相关标准项目改造方案3.1方案一：吊顶式分布式制冷——消除局部热点3.2方案二：SIS热管制冷背板——消除局部热点、节能3.3方案三：水冷背板系统——消除局部热点改造方案对比改造方案选择改造方案详细介绍及节能效果测算目录5.改造方案选择以上的3种方案分别采用了目前解决机房局部热点的最为先进、有效的技术，综合比较这3个方案的安全性、可靠性、施工难度、改造投资、节能效果等方面的因素，“SIS热管制冷背板方案”具有以下优势：能够有效的解决机房的局部热点问题；系统运行可靠、安装方便、改造投资少；具有较为明显的节能效果。建议采用“SIS热管制冷背板方案”对201机房实施改造。目录项目概况方案设计依据及相关标准项目改造方案3.1方案一：吊顶式分布式制冷——消除局部热点3.2方案二：SIS热管制冷背板——消除局部热点、节能3.3方案三：水冷背板系统——消除局部热点改造方案对比改造方案选择改造方案详细介绍及节能效果测算目录关于SIS热管制冷背板技术（1）本项目采用的“SIS热管制冷背板技术”在国、内外处于领先地位。将“SIS热管制冷背板技术”应用于机房，为省内首创。查新报告结论SIS热管制冷背板方案SIS热管制冷背板系统由室内部分、室外部分、监控部分构成。室内部分室外部分监控部分（2）“SIS热管制冷背板技术”针对大功率机柜按需供冷可有效解决局部热点。（3）SIS热管蒸发器镶嵌在机柜背板上，不占用机房地面空间，节省了机房空间；并且施工便捷，无论是机房改造，还是新建机房，均适合使用。关于SIS热管制冷背板技术SIS热管制冷背板方案——解决局部热点前柜门进风23℃排风23℃SIS热管制冷背板制冷剂in制冷剂out“机柜排风”经过“SIS热管制冷背板”后，温度由40℃下降至23℃，彻底消除机房局部热点。产品应用案例照片SIS热管制冷背板（4）“SIS热管制冷背板技术”实现安全节能。SIS热管制冷背板系统工作时机房室内、外的空气完全隔离，避免了引入室外空气带来的水汽、灰尘粒子和腐蚀性气体对室内环境的影响，彻底解决了其他自然冷源节能方式在梅雨季节、沙尘天气以及含硫大气环境等条件下不能使用的问题，适合运行时间较长。“SIS热管制冷背板”的冷量由气态、无毒、不燃制冷剂输送，实现机房内无水进入，消除了水患。关于SIS热管制冷背板技术（5）“SIS热管制冷背板系统”室内部分依靠制冷剂的自动压力、热力平衡实现冷量传输，无制冷剂动力分配部件，冷量按照机柜的实际需求量自适应供给，彻底避免常规动力输送制冷剂系统带来的冷量分配调控难的问题。（6）“SIS热管制冷背板系统”维护量小，室内部分仅有风机是运动部件，风阻较小，且采用大风量换热，不易形成积灰。关于SIS热管制冷背板技术（7）“SIS热管制冷背板系统”易于安装和环保。SIS热管制冷背板系统安装对机房建筑结构破坏小，墙体开孔尺寸小于50毫米；换热末端采用高导热有色金属作为设备主材，可反复回收利用。关于SIS热管制冷背板技术（8）“SIS热管制冷背板系统”节能效率高。SIS热管制冷背板可高效利用自然冷源，以自然冷源模式运行时，输入功率仅为同等制冷量空调的1/5。针对机房环境控制特点，并结合小温差散热技术进行设计，全年有40%以上的时间可以启动自然冷源模块，依靠室外冷源进行热交换，可大幅减少空调的运行时间，延长空调设备的使用寿命，全面实现安全节能。关于SIS热管制冷背板技术（9）“SIS热管制冷背板系统”能效比＞15（常规空调能效比为2.5左右）。关于SIS热管制冷背板技术多级、独立换热器结构（独有专利技术）To进To出Ti出Ti进SIS热管制冷背板方案——高效节能高效主动制冷模块自然冷源模块室外气温运行模式时间段全年模式运行比例节能效果（对比精密空调制冷）大于8℃高效主动制冷模块5120小时58%20%2~8℃高效主动制冷模块+自然冷源模块1420小时16%30%低于2℃自然冷源模块2220小时26%50~70%SIS热管制冷背板方案——节能效果测算根据201机房的历史用电量，原空调系统用电量约为13.3万度/月。一枢纽201机房用电情况机房名称设备名称负荷性质8月电量（度）9月电量（度）201计费机房200K-UPS输入柜1电源4112034480201计费机房200K-UPS爱克赛输入柜2电源4976050400201计费机房130K-UPS爱克赛输入柜电源5936055920201计费机房艾默生200K-UPS输入柜2电源4240039120201计费机房1#空调配电柜空调9960084400201计费机房艾默生200K-UPS输入柜2空调4240039120SIS热管制冷背板方案——节能效果测算项目改造节能效果=改造前空调风机功耗改造前空调制冷功耗改造前空调加湿功耗改造后空调风机功耗改造后空调制冷功耗改造后空调加湿功耗改造后SIS热管制冷背板系统功耗“改造前”空调系统用电“改造后”空调系统用电—=30万度/年投资回收期==3.81年改造投资额节能效益SIS热管制冷背板方案——节能效果测算原空调系统用电量分析：A．风机功耗室内风机功耗=总制冷量/12=41.7kW为缓解机房局部热点现象，机房内安装了两台4kW的落地风机，功耗=4kW×2=8kW原机房空调系统室内风机总功耗=41.7kW+8kW=49.7kWB．制冷功耗制冷功耗=空调冷负荷/COP=309.7kW/3=103.2kWC．加湿功耗加湿功耗=机房冷负荷×10%×100%=309.7kW×10%×100%=31.0kW空调年平均功耗=室内风机功耗×空转率+落地风机功耗+制冷功耗+加湿功耗=158.1kW空调年用电量为：158.1kW×8760小时=138.5万度/年空调系统各项用电量计算如下：SIS热管制冷背板方案——节能效果测算安装“SIS热管制冷背板”后，机房空调系统的用电量分析：A．风机功耗风机功耗=机房空调室内风机功耗+“SIS热管制冷背板系统”室内风机功耗=30.9kWB．制冷功耗机房总冷负荷=IT设备能耗+风机总能耗=260kW+30.9kW=290.9kW机房空调冷负荷=机房总冷负荷-SIS热管制冷背板系统制冷量=290.9kW-112kW=178.9kW机房空调制冷功耗=机房空调冷负荷/COP=178.9kW/3=59.6kWC．加湿功耗加湿功耗=机房空调冷负荷×10%×100%=178.9kW×10%×100%=17.9kW各项用电量计算如下：安装SIS热管制冷背板后，为机房增加了112kW的制冷量，原有机房空调开启5台即可满足机房制冷要求。SIS热管制冷背板方案——节能效果测算安装“SIS热管制冷背板”后，机房空调系统的用电量分析：D．SIS热管背板系统”室外部分功耗制冷时段：6540小时，功耗35kW自然冷源时段：2220小时，功耗3.3kW室外部分用电量=制冷时段用电量+自然冷源时段用电量=35kW×6540小时+3.3kW×2220小时=23.6万度/年改造后:机房空调年平均功耗=空调室内风机功耗×空转率+制冷功耗+加湿功耗=353.8kW/12×(1-178.9kW/353.8kW)+59.6kW+17.9kW=92.1kW机房空调年用电量=机房空调平均功耗×8760小时=92.1×8760=80.7万度/年“SIS热管背板系统”年用电量=室外部分用电量+室内部分用电量=24.8万度/年SIS热管制冷背板方案——节能效果测算安装“SIS热管制冷背板”后，机房空调系统的用电量分析：改造后201机房空调系统总用电量=机房空调系统用电+SIS热管制冷背板系统用电=80.7万度/年+24.8万度/年=105.5万度/年对比改造前机房空调系统用电量，则：改造后的节能效果=改造前用电量–改造后用电量=138.5万度/年–105.5万度/年=33万度/年机房平均电价按1元/度计算：投资回收期=126.2万元/30万元=3.82年谢谢！