数据中心机房空调与新风联动节能控制系统解决方案.doc

数据中心机房空调与新风联动节能控制系统 技术方案 2017年6月 目 录 前言 1 第1章 概述 2 1.1 数据中心机房空调与新风联动节能控制系统简介 2 1.2 系统特色及创新 4 第2章 原有系统分析 5 2.1 东大楼IDC四楼和六楼详情 5 2.2 耗电情况 6 2.3 当前主要存在问题 6 第3章 数据中心机房空调与新风联动节能 控制系统解决方案 7 3.1 机房三维空间温度梯形测量系统 7 3.2.1机房三维温度场无线测量模块 7 3.2 空调和新风的联动智能控制系统 9 3.3 设备通讯系统 11 3.4 上位机远程控制 11 3.5 物联网模块 12 3.6 系统暖通设计改进 13 第4章 设备配置 14 4.1 硬件配置清单 14 4.2 软件配置清单 15 第5章 测试和验收 16 前言 随着计算机和网络信息化技术的迅速发展，数据中心作为信息化的载体迎来前所未有的发展机遇，同时其高能耗问题日益凸显。数据中心总能耗过高的一个主要原因是其空调系统的常年不间断的持续运行，所以如何降低空调能耗是实现数据中心节能的有效手段。为了降低空调能耗，很多机房都引入了新风系统，目的是利用室外自然空气冷源给机房降温，从而减少空调启动时间而节能。 IDC机房安装了15台空调和13台新风机组，空调系统和新风系统是两个完全独立的系统，新风的投用、空调设备的关停和调节均需要人工手动操作，控制极其不便，而且由于缺乏对机房温度场分布的检测手段和智能调度控制算法，多数时候空调和新风同时投入使用，节能效果不明显，新风系统故障较多。 本方案旨在解决联动问题，通过建立空调和新风的联动智能控制系统，建立机房温度场，优化机房内冷热气流管路，消除局部超温点和制冷盲点，提高空调设定温度等，不仅降低空调能耗，提高节能率，也提高维护效率。  第1章 概述 说明： 该章主要介绍数据中心机房空调与新风联动节能控制系统的概况，给人以整体的印象，作为技术方案的开篇，引申出后续的方案的细节。 1.1 数据中心机房空调与新风联动节能控制系统简介 说明： 该节主要用简洁、易懂的文字，对技术方案所依托的数据中心机房空调与新风联动节能控制系统作简单介绍。 系统主要包括新风系统及空调控制、传感器测量系统和上位机等几个部分。 以下简单介绍系统各部分组成、功能及在系统中发挥的作用。 机房三维空间温度梯形测量系统 机房三维空间温度梯形测量系统用于采集各个布置点温度，建立三维空间温度梯形图，包含两部分：基于ZigBee无线网络的传感器系统、基于传统有线传感器网络系统。 其中ZigBee无线网络将数据通过串口将数据上传至无线网络控制器，无线网络控制器通过太网将数据实时上传至控制模块、上位机，构建三维空间温度梯形图，用于新风、空调系统的温度控制决策。 基于传统有限传感器网络系统通过线束将数据上传至主控制器，控制器通过核对有线传感器所布置位置温度对三维空间温度梯形图进行温度补偿及温度估算校准，保证整个传感器系统的稳定性、可靠性。 测量系统采用基于改进正则化算法的温度动态网络测算算法建立三维空间温度梯形图，该算法需保证梯形图的温度采集、估算的实时性、准确性，同时将传感器网络上传的离散点位信号模拟为连续温度数据，并在上位机直观显示。 优点：a.ZigBee无线网络构建成本低、维护方便，损坏后可直接替换模块。 b.通过有线无线双采集系统构建的温度场可在不增加成本的前提下极大的提高温度采集精度，从而提高新风、空调系统的控制精度。 c.可在上位机建立直观的三维温度显示模型，便于快速找到温度异常点，用户操作友好实用。 空调和新风的联动智能控制系统 空调和新风的联动智能控制系统的实施前提是新风机、空调等系统的电气控制系统可与联动控制模块直连，前期可在较低成本预算下进行相关改造。主控系统采用具有完全自主产权的基于高速DSP芯片的控制器，运行效率远高于PLC产品，同时无需多点位PLC即可采集多路数据并进行实时运算，极大提高控制精度，压缩项目成本。 温度闭环算法采用基于模糊逻辑K-means的新风空调智能联动算法，控制效果优于传统控制算法。 同时为了提高系统可靠性，系统设置备用控制器。系统启动时，两台服务器通过竞争确定主备关系，正常