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機房專用精密空調群控管理系統研究

發表日期:2019/4/15 11:15:46 來源:精密機房空調 評論 總點擊量: 次

摘 要  在機房專用精密空調系統中,制冷、制熱、加濕和除濕空調系統是獨立的運行的,在這種運行機制下,會出現部分能量相互抵消的情況,造成能量的浪費。針對這一問題,需要應用合理的群控管理系統,在控制機房環境的基礎上,優化空調運行效果,并實現節能目标。對機房專用精密空調群控管理系統展開了研究,以提高機房專用精密空調的運行水平。


近些年來,能源問題日益突出,節能減排成為了社會發展的迫切要求,因此,做好機房專用精密空調的節能工作十分必要。在機房專用精密空調系統中,各個不同功能的空調系統是單獨運行的,彼此之間缺乏有效協調,且制冷、制熱、加濕等空調系統同時運行,能量相互抵消,降低了系統運行的科學性,造成能量浪費。因此,加強對機房專用精密空調群控管理系統的研究,做好空調子系統之間的協調管理工作,有着十分重要的現實意義。


1 群控管理系統的設計和基本功能


1.1 群控管理系統的設計


在機房專用精密空調系統中,群控管理系統采用的是Co-Work模塊化主從形式,通過網線來實現聯網群控。随意選擇一台空調當作主控機組,将4台雙系統空調或者8台單系統空調聯網,并将各個空調的網絡地址分别設置在主闆I/O擴展闆上。


在機房中央群控管理系統的運行中,需要根據機房的面積、設備情況(設備發熱量、數量和擺放情況)和空調性能(空調制冷量、風場和區域溫度)等信息,通過模拟建模的方式計算出合理的制冷參數,并進行多次測試,結合測試情況進行微調,使機房專用精密空調處于最佳運行狀态,實現最佳運行效果。


此群控管理系統具有的功能包括自動分工、順序加載、數據同步等,以及對各台空調運行參數進行精準控制,在保證機房區域溫濕度适當的基礎上,實現多台空調之間的精細化協作,有效降低非必要的能量損耗。


1.2 群控管理系統的基本功能


1.2.1 自動分工功能


自動分工功能是群控管理系統最基本的功能,是通過分工編程的方式,根據當前機房的情況,計算出需要運行的空調機組的數量,并在此基礎上對機組開關進行控制,實現精密空調的自動分工,使各個空調機組風機、壓縮機等的運行時間相對平衡,實現節能目标。


1.2.2 順序加載功能


順序加載功能包括兩方面的内容,即在同一台空調中順序加載各個零部件和在多台空調之間順序加載有關部件。該功能的實現可以有效避免因機組零部件同時啟動而造成的電網電流過大問題,保證機房電力系統的穩定、安全運行。


1.2.3 數據同步功能


數據同步功能是實現及時調整空調運行狀态的重要保障。在群控管理系統中,各台空調機組的運行參數是同步的,比如警報狀态等,管理人員在一台主控機組上就可查詢和修改整個精密空調所有機組的參數。同時,修改的參數會被同步複制到所有機組的控制軟件中。


1.2.4 備用控制功能


群控管理系統具有備用功能,當主控機組停機後,其他備用的具有主控功能的機組會及時接管管理系統,完成相應的管理控制任務。系統的備用控制功能可以保證精密空調所有機組運行的持續性,避免主控機組故障影響到其他機組,并将停機時間、系統故障的能量等降至最低,實現節能目标。


1.2.5 平均值控制功能


在機房中,不同區域的溫濕度是有所差異的。在調整精密空調機組時,需要以整個機房所有機組監測到的溫濕度平均值為标準,從而使機房環境的溫濕度處于相對穩定的狀态。


1.2.6 控制級數擴展功能


這一功能的主要目标是提高整個機組的控制精度,并通過聯網編程技術對各機組控制級數進行擴展。一般情況下,溫濕度控制級數能夠擴展到8級,其控制精度的大幅度提升有助于更加合理地匹配空調能量,減少部件開關次數,延長使用壽命。


2 群控管理系統的優點和應用效果


2.1 群控管理系統的優點


2.1.1 空調運行效率大大提升


通過運用機房專用精密空調群控管理系統,借助系統良好的人機互動界面,可以為用戶提供更為直觀的空調運行信息,并為用戶管理需求提供高效導航和幫助;同時,通過群控管理系統的統一管理平台,用戶可以完成對精密空調運行狀态的查詢和修改,增強空調系統運行狀态調整的及時性,從而提升空調的運行效率。


2.1.2 空調運行可靠性、控制精度提高


在機房專用精密空調群控管理系統中,對空調運行資料的錄入和恢複建立完善的機制,能夠有效保障空調運行資料的安全性,提高空調運行的可靠性。群控管理系統還可以對空調設備狀況、配置數據建立相應的模型,并模拟運行環境。模拟操作環境與現網操作環境之間保持高度的一緻性,這對空調運行控制精度的提升有着重要的作用。


2.1.3 空調運行和維護實現集中化


在機房專用精密空調采用群控管理系統之後,維護作業計劃的制訂可以在系統中直接完成,并實現與現網配置的同步更改,使現網環境與系統環境保持一緻,實現機房專用精密空調運行和維護的集中化管理,節約運行和維護成本,提高空調運行的安全性。


2.2 群控管理系統的應用效果


以某通信機房為例,機房專用樓結構為磚混結構,共4層,每層梁淨高為5.2 m。在此機房中,獨立空調區共有4個,選取第2個獨立空調區(4台精密空調)為實驗區,每台精密空調的現運行功率為14 kW,制冷量為42 kW,并選取相鄰的第3個獨立空調區為對比區,配置與實驗區數量、配置完全相同的空調。對實驗區進行群控控制,并通過比較實驗區和對比區的實際運行情況來分析群控管理系統的應用效果。


對兩個區域均不進行群控控制。在确定實驗區和對比區的精密空調後,測量機房主設備的直流電流,可以得到實驗區空調的運行功率為52.8 kW,對比區空調的運行功率為53.6 kW,兩者的差異不顯著,具有可比性。


将8月和9月這兩個月作為實驗時間,統計實驗區(群控功能開啟)和對比區各台空調智能電表電量,可得在采用群控管理系統的實驗區,其電能節省率約為19.21%;以機房動力電0.8元/kW・h計算,實驗區8月和9月總電費為34 250.4元,對比區8月和9月電費合計42 396元,平均每月節省電費4 072.8元。由此可見,群控管理系統的應用能夠起到有效的節能作用,對機房安全、經濟目标的實現有着重要的意義。


現有的機房精密空調系統絕大部分都具備群控功能,通過完善群控管理系統、添加适量的網線,在适當調試之後,可以有效提高機房專用精密空調的群控管理水平,降低能量耗費,實現節能目标,節約運行成本,對機房精密空調運行的經濟效益和社會效益的提升有着重要作用。


3 結束語


綜上所述,在機房專用精密空調運行的過程中,受空調運行方式等因素的影響,存在一定的能量浪費現象,運行經濟性較差,增加了機房的使用成本。針對此種情況,在構建節能型社會背景下,改變機房專用空調的運行方式、降低能耗成為機房管理的重要工作。因此,加強對機房專用精密空調群控管理系統的研究,設計高效、科學的群控管理系統,對有效解決空調運行中的能量浪費問題具有重要的現實意義。


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