江森自控数据中心空调节能解决方案

ClicktoeditMastertitlestyle冰蓄冷技术交流

绿色未来

如期而智

—江森自控数据中心空调节能解决方案

江森自控

中国战略项目部

2012.12江森自控-世界级安全和高效的工作环境领导者

1885年成立，超过127年历史

全球500强企业排名280位

2011年全球销售额408亿美元

全球网络

超过1,300家分支机构

员工超过162,000名

业务遍及150个国家

江森设施效益业务概况

暖通空调

产品和控制

暖通空调设备

建筑管理系统

工业用和商用冷冻

您可能因为这些

了解我们…

服务、维修和保持

江森设施效益业务-优化设施使用寿命各个阶段

设施使用寿命

•计划/评估

购买/优化

•设计/建造

运营/维护

计划/评估

设计/建造

策略性的顾问服务

•购买服务

暖通空调设备

•暖通空调服务

•设备资源组合管理

•工作间设计

•自控产品

•设施管理

•优化及重新装配设施•消防与安全

•能源服务

空间

•整合方案

辅助能力

核心提供

购买/优化

运营/维护

世界地标建筑之首选

莫斯科克里姆林宫

美国

法国

英国

舰艇

麦加圣寺

南极和海洋研究基地的国家中心

国家体育馆

北京“鸟巢”

帝国大厦

悉尼歌剧院

英国/法国

通路隧道

我们的解决方案

不但有地标建筑

还有数据中心

？

数据中心空调系统

数据中心是能源密集型设施

电费又超支了！！

全美数据中心2010年总耗电1000亿度（2005年总耗电450亿度），约占美国全年用电量的2.5%

据工信部某著名企业研究院介绍，中国数据中心2011年总耗电700亿度，占全国全年用电量的1.5%，相当某省市全年用电量

中国数据中心客户的关注点

扩展数据库空间，满足日益增长的需求

2012年，设施增长28%能源成本持续上升;未来趋势为绿色数据中心

44%的数据中心运营者关心能源成本

新设备和虚拟化提高了功率密度

2012年，能源增长46%（设施增长28%）

电力供应能力/质量是在某省市场必须考虑的因素

46%的数据中心运营者关心电力供应能力

在某省市场，技术人员短缺

扩展数据中心空间

电力成本/效率（PUE）

提高功率密度

电力供应能力/质量

世界一流的专家

注：统计来某省市场数据中心动态报告

数据中心能耗分析

数据中心

IT设备冷水机房

水泵,能耗,制冷机冷水机组,22%46%房能耗,64%冷却塔,11%23%UPS及其他,CRAH,23%8%其他,3%制冷机房是数据中心第二耗能大户

数据中心客户对空调系统的关注

空调冷源充足的备用供电设智能

控制系统

备

全年运行，期望节能

断电后迅速恢复制冷

对化非常敏感

江森数据中心空调节能解决方案

智能管理系统

全变频

自由冷却

蓄冷技术

冰蓄冷

水蓄冷

变频技术

风冷/水冷变频

快速启动

热回收技术

变频技术

14江森自控变频技术

变频冷水机组某省市场领导者，拥有30多年的变频某省市场开发及应用经验

YK变频离心式冷水机组

制冷量:250~2,900TR单级高效、离心式压缩机

技术先进OptiviewTM

控制中心

环保制冷剂

HFC-134a符合AHRIStandard550/590应用场合：大型数据中心

满足LEEDEAc4认证要求

YK变频离心式冷水机组

30%1.00机组能效kW/TR0.832℃

定频

32℃

变频

16℃

定频

冷0.6却水温

0.416℃

变频

0.015%20%30%40%50%60%70%80%90%100%机组负荷

变频在低冷却水分负荷下节能显著

一个实际案例

项目名称：无锡尚德太阳能

时间：**年**月

冷却水进水：16.6℃

机组制冷量：2546kW电机频率：38.4HZ电机功率：242kWCOP：10.5数据中心热备有利变频机组节能

常规模式

让每台定速机组依次上载至满负荷附近

满载加减机，使机组尽可能接近满负荷运行

减少参与运行的泵和冷却塔的数量

常规模式

100%

66%100%

66%OFF

66%热备模式

系统中任一台机组出现故障时，剩余机组依然能满足负荷要求

在原有要求的机组台数上多增加一台设备运行

机组处于部分负荷状态运行，更有利变频节能

热备模式

100%

66%100%

66%OFF

66%变频机组减少数据中心电气投资

起动非常平稳，可实现零电流启动

起动电流不会超过机组的满负荷电流（FLA）

相对星三角机组，可减少20%~50%备用发电机容量

降低了电机和压缩机的磨损

变频技术-快速启动

21YK变频离心式冷水机组

500TR机组快速启动重启时间

－15秒上电

3分

54秒

100秒

只需

45秒

标准机组

快速启动不带快速启动带UPSUPSYK变频离心式冷水机组

带UPS152560秒重启

断电

OptiSpeedPrechargeCoastdown*（惰性停机）

60总共只需105秒

到达80%负荷

60秒

45秒

掉电后重启时间

至80%负荷的时间

以500TR机组为例

72°F22.2°C标准机组

－低负荷

68°F20°C快速启动UPS－高负荷

快速启动UPS－低负荷

64°F17.8°C60°F15.6°C56°F13.3°C52°F11.1°C2448°F8.9°C44°F6.6°CJohnsonControls44°F6.6°C低负荷:3分

2秒

高负荷:5分

30秒

YK变频离心式冷水机组

导航按钮

油系统

电机

设置

历史记录

系统

蒸发器

冷凝器

压缩机

变频螺杆式风冷冷水机组YVAA系列

制冷量:500-1,300kW

高效变频螺杆压缩机

技术先进微电脑控制中心

环保制冷剂

HFC-134a符合AHRIStandard应用场合：大中型数据中心

满足LEEDEAc4认证要求

YVAA变频螺杆风冷式冷水机组

YVAA主要技术元素

换热器–高效混合降膜式蒸发器&先进的微通道冷凝器

控制系统–整合YORK和JC的多年控制技术经验

VariableSpeedDrive–行业领先的变频驱动装置

VSD螺杆压缩机及VSD风扇–

经过全球18,000多台变频压缩机的应用验证，技术成熟，结合选项变频风扇，提供超高的IPLV和超低噪音值

27JohnsonControlsYVAA变频螺杆风冷式冷水机组

在设计工况下

COP可高达3.39TypicalChillerTodayYVAA

超过GB国家二级能效标准

在非设计工况下

IPLV可高达5.8025%28JohnsonControls冰蓄冷技术

29冰蓄冷系统原理

1400制冰

融冰

制冰

1.21200110000.8800600000000008549681058116611901215124011599868120000000.6电费0.44002000.200负荷冰蓄冷系统原理

1400制冰

融冰

制冰

1.21200110000.8800600000000008549681058116611901215124011599868120000000.6电费0.44002000.200负荷常规数据中心供冷系统

18℃

12℃

备用机组

冰蓄冷数据中心供冷系统

18℃

12℃

16℃

10℃

备用机组

蓄冰设备

冰蓄冷数据中心供冷系统优势

利用分时电某省市大量运行费用

可作为应急冷源

缓解当前电力紧

平衡某著名企业峰谷差，提高某著名企业利用率

热回收技术

35常规数据中心供热方式

40℃

热水管网

50℃

供暖

锅炉

3618℃

冷冻水管网

12℃

JohnsonControls冷水机组

数据中心

热回收供热方式

40℃

热水管网

50℃

供暖

40℃

50℃

12℃

数据中心

热泵机组

18℃

18℃

12℃

冷冻水管网

37JohnsonControls热回收供热方式特点

减少锅炉，节能环保

精确稳定的热水供水

系统控制简单

降低运行费用

应用场合：有供热需求的数据中心

38智能管理系统

39数据中心设施管理系统

支持设施系统的模块化

自动化完成多种模式的切换，满足节能需求

紧急供冷系统的自动投入

冗余设计，安全可靠

开放的信息化接口，与DCIM互通

B/S结构令用户轻松接入并管理系统

Metasys为数据中心带来量身定制的空调方案

MyDataCenter卓越的可靠性

网络交换机

泵组热备控制器

冷站统筹控制器

硬心跳

1号单元组控制器

软心跳

管路监测

水力平衡

蓄冷罐控制器

2号单元组控制器

卓越的可靠性

1号单元组控制器

43卓越的可靠性

110VACUPS保障York机组快速重启功能

根据压缩机规格设计功率大小

WindowsCE嵌入式系统

220VACUPS根据恢复时间设计电池容量

数据库本地存储

维持控制器持续运行

Web服务器

维持传感器持续测量

192Mhz高性能处理器

44自由冷却

MyDataCenter??%DataCentreLoad:?????TonCHWT:???°C

ntConsumption:?????kwSystemDP:????paFREECOOLINGUnailablePre-CoolingFreeCoolingRELIABILITYMode

Status

Operation

RESTARTPowerFailureDuration:ChillerRestartDuration:ReachConstantCHWT:Lineup#1RunningNormalEnabledLineup#2RunningNormalEnabledLineup#3Backup

Ready

EnabledLineup#4MaintenanceOFFShutdown

MyDataCenterUnailablePre-CoolingFreeCoolingCWPump100%CW-Bypass62%ChillerStatusCW-Chiller38%DisableFreeCoolingEnableFreeCoolingOFFONCondenserPressureON1,428kpaReturnCWTempOutdoorAirTemp:21COutdoorAirHumidity:35%OutdoorAirDewPoint:5CCondenserPressLimit:1,050kPaReturnCWTempLimit:13CReturnCWFlowLimit:80lps20CSINGinCurrentYearPre-CoolingPeriod:108.4hrFreeCoolingPeriod:0.0hrFreeEnergy:129,882.5kwhPumpsUsage:21,308.5kwhTowerUsage:12,293.5kwhSing:114,723.1kwhLeingCWTemp25CMyDataCenterUnailablePre-CoolingFreeCoolingCWPump100%CW-Bypass100%ChillerStatusCW-Chiller0%DisableFreeCoolingEnableFreeCoolingOFFOFFCondenserPressureON--ReturnCWTempOutdoorAirTemp:5COutdoorAirHumidity:20%OutdoorAirDewPoint:2CCondenserPressLimit:--kPaReturnCWTempLimit:--CReturnCWFlowLimit:--lps--SINGinCurrentYearPre-CoolingPeriod:911.6hrFreeCoolingPeriod:87.1hrFreeEnergy:1,203,431.9kwhPumpsUsage:188,620.4kwhTowerUsage:96,513.7kwhSing:953,166.2kwhLeingCWTemp25C蓄冷系统

MyDataCenterPARAMETERSTHERMOSTORAGE??%DischargeWaterTemp:7.0CReturnWaterTemp:13.0CDischargeDuration:68sTESMODEDischargeEnergy:58TonDischargingITRoomHighestTemp:29CInstantChargingKeepChargingDeepWinterModeSCHWPump3½m8.4C6½m12.0C3m6m100%8.0C11.2CSwitchValves2½m5½m7.7C10.5COFF2m7.4C5m9.8CBypassValves100%1½m7.2C4½m9.3C1m4m7.0C8.8C紧急启动

MyDataCenter??%DataCentreLoad:?????TonCHWT:???°C

ntConsumption:?????kwSystemDP:????paFREECOOLINGUnailablePre-CoolingFreeCoolingRELIABILITYMode

Status

Operation

RESTARTPowerFailureDuration:ChillerRestartDuration:ReachConstantCHWT:Lineup#1RunningNormalEnabledLineup#2RunningNormalEnabledLineup#3Backup

Ready

EnabledLineup#4

Backup

Ready

EnabledMyDataCenter??%DataCentreLoad:?????TonCHWT:???°C

ntConsumption:?????kwSystemDP:????paFREECOOLINGUnailablePre-CoolingFreeCoolingRELIABILITYMode

Status

Operation

RESTARTPowerFailureDuration:ChillerRestartDuration:ReachConstantCHWT:Lineup#1Fault

PowerLossEnabledLineup#2Fault

PowerLossEnabledLineup#3Fault

PowerLossEnabledLineup#4Fault

PowerLossEnabledMyDataCenter??%DataCentreLoad:?????TonCHWT:???°C

ntConsumption:?????kwSystemDP:????paFREECOOLINGUnailablePre-CoolingFreeCoolingRELIABILITYMode

Status

Operation

RESTARTPowerFailureDuration:ChillerRestartDuration:ReachConstantCHWT:Lineup#1StartupRestartingEnabledLineup#2StartupRestartingEnabledLineup#3StartupRestartingEnabledLineup#4StartupRestartingEnabledMyDataCenter??%DataCentreLoad:?????TonCHWT:???°C

ntConsumption:?????kwSystemDP:????paFREECOOLINGUnailablePre-CoolingFreeCoolingRELIABILITYMode

Status

Operation

RESTARTPowerFailureDuration:ChillerRestartDuration:ReachConstantCHWT:Lineup#1ChargingNormalEnabledLineup#2ChargingNormalEnabledLineup#3ChargingNormalEnabledLineup#4ChargingNormalEnabledMyDataCenter??%DataCentreLoad: