隨著虛擬化技術(shù)的日益成熟,云計算、大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)客戶需求的增加,以及政府在政策上的引導(dǎo),中國數(shù)據(jù)中心又迎來了一次大發(fā)展。預(yù)計到2016年,中國IDC市場規(guī)模將會達(dá)到548.3億元,增速將會重新升上30%以上。在這樣的大環(huán)境下,數(shù)據(jù)中心機房的建設(shè)和改造也如火如荼地進(jìn)行中。在數(shù)據(jù)中心規(guī)模高速擴張的同時,服務(wù)器的處理能力越來越強,數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的容量越來越大,設(shè)備的集成度越來越高,發(fā)熱量越加集中,對空調(diào)制冷能力的要求越來越高,數(shù)據(jù)中心機房電能消耗也越來越大。因此,精準(zhǔn)地控制空調(diào)運行狀態(tài),更好地控制機房溫度,并實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的節(jié)能降耗成為數(shù)據(jù)中心建設(shè)和維護(hù)過程中不可忽視的重要問題。
在典型的數(shù)據(jù)中心能耗中,空調(diào)系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心機房能耗的第二大戶,由它所產(chǎn)生的能耗約占數(shù)據(jù)中心機房所需總能耗的37%左右。然而,實際上中國很多數(shù)據(jù)中心的空調(diào)能耗比值都遠(yuǎn)超過這個數(shù)值,有的甚至高達(dá)60%以上。因此,節(jié)能降耗從空調(diào)系統(tǒng)著手,既有較大的節(jié)能空間又有充分的迫切性。
針對上述數(shù)據(jù)中心溫度監(jiān)控中存在的問題,并響應(yīng)國家節(jié)能減排的號召,上海光維通信技術(shù)股份有限公司研發(fā)了一種基于分布式光纖測溫技術(shù)和改良型CFD算法的數(shù)據(jù)中心能耗管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實時采集數(shù)據(jù)中心的溫度、濕度、風(fēng)速等信息,圖形化再現(xiàn)數(shù)據(jù)中心動力線路的溫度場分布、機房環(huán)境和機柜微環(huán)境的溫度場分布、機房環(huán)境的風(fēng)速分布,聯(lián)動空調(diào)控制系統(tǒng)、風(fēng)機控制系統(tǒng)和報警系統(tǒng),實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心局部過熱點的精確定位與快速降溫,實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的精準(zhǔn)調(diào)控與節(jié)能降耗,為您打造安全節(jié)能的數(shù)據(jù)中心。
本系統(tǒng)的整體構(gòu)架采用分布式三層模塊化結(jié)構(gòu):傳感采集層、數(shù)據(jù)傳輸層和管理操作層。
傳感采集層
傳感采集層主要指可用于監(jiān)測數(shù)據(jù)中心線路溫度、數(shù)據(jù)中心環(huán)境溫度、以及機柜微環(huán)境溫度的光纖測溫系統(tǒng),用于監(jiān)測機房環(huán)境適度的高精度電容式濕度傳感器、用于監(jiān)測機房中風(fēng)速的新型熱膜風(fēng)速傳感器和數(shù)據(jù)采集儀等數(shù)據(jù)采集設(shè)備。在溫度數(shù)據(jù)的采集上,本系統(tǒng)利用分布式光纖測溫技術(shù)實現(xiàn)了完善的從機房級到機柜級的環(huán)境溫度監(jiān)測,更精準(zhǔn)地顯示機房各處溫度,這有利于空調(diào)溫度、濕度、風(fēng)速更加合理的設(shè)置,使空調(diào)制冷系統(tǒng)的制冷更有針對性,在提高制冷效率的同時,降低能耗。而且,分布式光纖測溫系統(tǒng)同樣可用于數(shù)據(jù)中心動力線路溫度的監(jiān)測,讓用電更加安全可靠。
光纖測溫系統(tǒng)是光維通信技術(shù)股份有限公司擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心產(chǎn)品,與傳統(tǒng)電子溫度傳感器相比,其具有明顯的優(yōu)勢:分布式連續(xù)測量,能實時監(jiān)測光纖所及之處的溫度,可精確定位局部熱點的位置;不受電磁干擾,穩(wěn)定性好;體積小,可安裝到縫隙、小孔等,不占用空間;只要光纖不受外力破壞,可做到免維護(hù)。以下是光纖測溫系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo):
測量距離:2 km/4 km/6 km/8 km/10 km以上
通道數(shù):1通道/2通道/4通道(可定制,最多16通道)
測溫范圍:常規(guī)-20~+120 °C,具體取決于選擇的感溫光纜
響應(yīng)時間:5 sec/
空間分辨率:1 m
溫度分辨率:0.1 °C
溫度精度:±1 °C
定位精度:±1 m
另外,本系統(tǒng)具有良好的擴展性,可根據(jù)用戶需求進(jìn)行擴容,如添加氣體監(jiān)測模塊、粉塵監(jiān)測模塊等,即可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)中心環(huán)境全方位多層次的實時監(jiān)測。
數(shù)據(jù)傳輸層
數(shù)據(jù)傳輸層主要指將現(xiàn)場采集層的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,經(jīng)由TCP/IP及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上傳給管理操作層。它主要包括通訊轉(zhuǎn)換模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備等網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)。
管理操作層
管理操作層是整個數(shù)據(jù)中心能耗管理系統(tǒng)的核心,通過對數(shù)據(jù)傳輸層上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,依據(jù)科學(xué)的控制策略做出判斷,并對空調(diào)系統(tǒng)和風(fēng)機系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)操控,使其協(xié)作一致,進(jìn)而達(dá)到更好的環(huán)境控制和節(jié)能降耗的目的。
為方便用戶的操作管理,本系統(tǒng)采用專門的操作軟件,其具有如下功能特點:
采用B/S架構(gòu),所有功能通過IE等瀏覽器呈現(xiàn),不需要安裝客戶端軟件,具有遠(yuǎn)程調(diào)測、配置功能;
具有實時三維顯示溫度場,平面顯示溫度場、濕度場和風(fēng)速場的功能;具有告警及告警記錄跟蹤功能;
具備數(shù)據(jù)查詢和歷史曲線實時顯示及保存功能;
具有空調(diào)狀態(tài)查詢功能;
具有聯(lián)動空調(diào)控制系統(tǒng)和風(fēng)扇系統(tǒng),及時降低局部溫度過熱,實時精準(zhǔn)調(diào)控空調(diào)系統(tǒng)運行狀態(tài)的功能;
采用模塊化、開放性軟件構(gòu)架,功能模塊化擴展方便。
上述的光維數(shù)據(jù)中心能耗管理系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于電信、銀行、稅務(wù)、保險、電力、教育科研、交通、石化、政府機關(guān)、醫(yī)藥、煙草、工廠、小區(qū)等行業(yè)的IDC數(shù)據(jù)中心和監(jiān)控機房。光維公司基于該系統(tǒng)的先進(jìn)性申請的多項專利獲得了授權(quán),具有完全知識產(chǎn)權(quán)。本系統(tǒng)在國內(nèi)獲得了多個成功的應(yīng)用案例,包括國內(nèi)某一線運營商上海公司IDC重點機房空調(diào)群控系統(tǒng),國內(nèi)某高校網(wǎng)絡(luò)中心IDC機房......。
應(yīng)用實踐證明:本系統(tǒng)可更好地監(jiān)控機房環(huán)境溫度,解決機房局部熱點問題;本系統(tǒng)可使空調(diào)系統(tǒng)處于最佳節(jié)能狀態(tài),實現(xiàn)節(jié)能減排;本系統(tǒng)具有良好的擴展性,滿足后續(xù)信息化按需擴容的要求;系統(tǒng)優(yōu)化了機房的可維護(hù)性及可管理性;整體系統(tǒng)運行穩(wěn)定,可靠性強;系統(tǒng)施工安裝簡單,改造過程不影響數(shù)據(jù)中心正常運行,工期短。