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深圳市某數據中心一期、二期項目節能報告案例

發布時間:2018-10-30




以下為報告詳細內容(節選):

1 分析評價依據

  1.1 評價范圍和內容

  1.1.1評價的范圍

  1.1.2評價的主要內容

  本節能報告主要包括以下幾個方面:

  (1)分析項目是否符合國家、地方及行業的節能相關法律法規、政策要求、標準規范;

  (2)核算項目能源消費總量及結構;

  (3)項目用能條件是否具備,用能總量及品種是否合理;

  (4)分析項目用能對當地能源消費及節能目標完成情況的影響,是否符合所在地節能規劃的要求;

  (5)從項目的設備方案角度,分析其對能源消費的影響;

  (6)從總圖布置、用能設備、用電方案、用水方案、新能源、新技術利用情況等幾個方面,分析項目節能措施的效果、合理性及可操作性;

  (7)項目是否選用國家和當地已公布淘汰的用能設備以及國家和省市產業政策限制的產業序列和規模容量或行業已公布限制的工藝;

  (8)項目能源管理措施、能源消耗計量措施是否符合要求;

  (9)項目的綜合能耗、能效水平分析,是否超過國家和地區規定的最高能耗限額,是否達到同行業先進水平;

  (10)全面分析評估,找出項目節能方面存在的問題和不足并提出合理化建議。

  1.2 評價依據

  1.2.1相關法律、法規、規劃、行業準入條件與產業政策

  1.2.1.1法律

  1.2.1.2法規

  1.2.1.3規劃、行業準入條件、產業政策及有關規定

  1.2.2相關標準、技術規定

  1.2.2.1行業標準

  1.2.2.2電氣專業

  1.2.2.3暖通、給排水專業

  1.2.2.4建筑專業

  1.2.3節能技術、產品推薦目錄

  1.2.4國家明令淘汰的用能產品、設備、生產工藝目錄

  1.2.5其他分析評價依據

  

2 項目基本情況

  2.1 項目建設單位基本情況

  統一社會信用代碼:

  工商注冊號:

  企業名稱:

  住所:

  法定代表人:

  認繳注冊資本總額(萬元):*****(美元)

  企業類型:有限責任公司(臺港澳法人獨資)

  成立日期:

  營業期限:

  一般經營項目:

  2.2 項目基本情況

  2.2.1項目名稱

  ****云計算人工智能平臺二期項目

  2.2.2建設地點

  2.2.3項目性質、類型

  項目性質為新建項目,屬于軟件和信息技術服務業。

  2.2.4建設規模及內容

  ****綠色云計算人工智能平臺一期、二期項目位于深圳,該建筑屬于已有建筑,共五層,原設計為高層丁類工業廠房,目前整體租賃后,改造成綠色數據中心,建筑性質改為高層丙類工業廠房。建筑共有5層,根據根建筑功能的要求,項目規劃大樓首層、二層及頂屋為配套樓層,三、四、五層為機房樓層。本項目擬改造總建筑面積*****㎡,其中數據處理機房及輔助用房面積*****㎡,辦公區域面積*****㎡。本項目共設置*****個IT機柜,其中功耗為4.5kW機柜*****個,功耗為3kW機柜*****個。

  2.2.5工時制度

  2.2.6項目總投資

  項目總投資*****億元,資本金占總投資的比例為*****%。全部為企業自籌。

  2.2.7 項目進度計劃

  2.3項目所需能源概況

  本項目能源消耗的種類包括電力、柴油和水。能源分布情況如下:

  電:主要用于服務器、空調設備、辦公等用電。

  水:項目生活用水和空調用水。

  柴油:柴油發電機組燃料。

  各個能源的熱值詳見下表。

  2.4項目所在地有關情況

  2.4.1項目所在地的氣候、地域區屬及其主要特征

  2.4.2項目所在地節能目標

  “十三五”期間,能源保障形勢平穩,能源供應體系進 一步完善。到 2020 年,全市能源消費總量控制在4318萬噸 標準煤;全社會用電量控 制在 995 億千瓦時以內;最高電力負荷控制在 2100 萬千瓦 以內;市內發電裝機容量爭取達 1738 萬千瓦;天然氣供應 能力 150 億立方米;石油供應能力 1000 萬噸;煤炭供應能 力 500 萬噸;城市燃氣天然氣應急儲備達 20 天左右,成品 油應急儲備達 10 天左右,電煤應急儲備 10 天左右。

  2020 年單位 GDP 能耗比 2015 年下降約 18.5%(以國家 及省正式下達為準)。

  2.4.3項目所在地能源供應條件

  項目所在地坪山區的能源供應條件良好,能夠滿足建設的需要。

  2017年坪山區生產總值570億元(未含研發支出),同比增長(以下簡稱增長)12%;規模以上工業企業增加值340億元,增長15%;固定資產投資377.66億元,增長26.8%;社會消費品零售總額75億元,增長9%;般公共預算收入(地方本級收入)45.5億元,同口徑增長30%;外貿進出口總額約922億元,增長1%。

  1、供水條件

  2、供電條件

  3、柴油供應

  

3 建設方案節能分析和比選

  3.1總平面布置節能分析

  3.2建設方案分析與比選

  本次云計算解決方案將針對計算服務整體架構中的云計算服務區,通過對底層服務器硬件及存儲資源實現虛擬化聚合部署,配合以云計算管理平臺,實現云計算中基礎架構即服務(IaaS)部分,同時該 IaaS 平臺也為以后計算中心提供更高層次的云計算服務,如 PaaS,SaaS 服務提供了良好的基礎平臺,且具有很高的自適應性和擴展空間。云計算服務區總體邏輯架構如下:

  云計算服務基礎架構:提供了一個功能完整的、標準開放的方便集成的 IaaS服務層。這層提供的動態基礎架構是整個云計算服務的核心支撐層,其最核心的部分包括采用了節能服務器、存儲系統和虛擬化軟件構建的云計算服務基礎架構。

  ……

  3.3主要用能工藝(設備)節能分析評價

  項目主要用能工藝(設備)為服務器機柜,詳見下表。

  通信設備年用電量合計:*****萬kWh,折標煤*****噸(當量值)。

  本項目采用*****服務器。

  高性能計算用戶可以通過WEB、應用集成GUI以及Scripts三種方式連接到集群登陸節點提交向計算資源池提交作業,并通過全局共享的并行存儲資源池存儲應用程序的輸入文件和輸出結果。

  目前從芯片廠商到各大服務器廠商,都開始在數據中心節能方面做出努力。2016年開始在歐美國家興建的數據中心大都采用了綠色設計,各式各樣的奇特節能散熱技術也不斷涌現出來。

  *****是全球500強企業,二十多年以來,*****革命性地改變整個行業,使全球的客戶包括商業、組織機構和個人消費者都能接觸到計算機產品。除傳統PC、筆記本等產品之外,戴爾的服務器在業內也是享有盛譽,素以創新、高附加值聞名。

  近年來*****在節能散熱方面也有著精深的造詣,包括處理器技能、電源效能以及高溫設計等等方面。

  3.4輔助生產和附屬生產設施節能分析評價

  3.4.1建筑方案

  1、建筑及熱工設計方案

  2、單體設計

  3、建筑隔熱保溫與遮陽

  4、自然通風和采光

  5、建筑材料

  3.4.2給排水系統

  本工程給排水設計包括室內外給水系統、排水系統、雨水系統。

  1、給水系統:

  2)水源

  3)生活給水系統

  項目日用水量統計如下:

  項目冷卻水泵,冷卻塔采用變頻系統,設備能效等級均在2級以上。

  2、排水系統:排水系統主要包括生活污水系統、廢水系統、空調設備凝結水排水系統、事故泄露-消防廢水排放和屋面雨水系統。

  本項目排水主要為生活污水。排水系統采用雨、污分流制。

  1)生活污水

  主要接納衛生間生活設施排出的生活污廢水,系統采用污、廢合流制。生活污水經原有室外化糞池處理后最終排入市政污水管網。

  2)一般廢水系統--事故性排水系統:

  主要為數據機房樓空調機房、冷凍站等設備用房生產廢水及冷凍水系統事故性廢水的排放。機房加濕器排水及機房空調設備管道“跑冒滴漏”事故性泄露排水。排水經管道收集后最終排至室外污水管網。

  空調設備間設排水地漏和預留排水漏斗,排水地漏采用潔凈室專用密閉地漏或自閉式防干涸(永磁鐵)水封地漏,地漏下排水管道增設存水彎以加強水封保護。

  3)空調設備凝結水排水

  設置冷凝水接口接納數據機房內空調設備凝結水排水。

  4)消防事故后排水系統

  3、雨水系統:土建已設虹吸式雨水排水系統,本次設計僅根據建筑布局需求對原主管道進行移位。

  3.4.3電氣設計

  1、設計范圍

  變配電系統、應急電源系統、動力配電系統。

  2、負荷分級

  3、供電電源

  低壓系統共設有**臺變壓器(**備**用),具體內容如下:

  工程負荷估算總容量約為*****kVA,配置*****臺*****kVA(*****用*****備)容量及*****臺*****kVA(*用*備)容量的變壓器,實際使用變壓器總裝機容量為*****kVA;

  應急柴油發電機組配置:項目一級負荷有消防設備配電系統、機房IT負荷供配電設備、機房監控系統、機房重要動力系統等,總裝機容量*****kW。項目設置*臺(*用*備)*kV低壓應急柴油發電機組,其中*臺*****kW/*****4kV,*臺*****kW/0.4kV。

  因地處南方沿海地區,氣候潮濕、有鹽霧,選用耐腐蝕的、故障率低的阻燃型設備。具體設計參數見下表:

  4、導線敷設

  5、低壓系統

  6、UPS系統

  7、無功補償

  8、照明設計

  9、電梯設計

  3.4.4空調設計

  3.4.5排煙、通風設計

  3.4.6輔助及附屬設備對標分析

  項目在投入使用期耗能設備主要集中在照明、空調、電梯等環節。以上設備在規劃設計時就已嚴格把關,全部選用符合國家規定的節能產品。主要耗能設備詳見下表:

  1、空調水系統和空調風系統

  2、IT設備

  3、UPS

  4、節能型變壓器

  5、照明設備

  6、電梯

  3.5能源計量器具配備方案節能分析

  

4 節能措施

  4.1 節能技術措施

  4.1.1工藝設備

  1、合理布置服務器,降低電能消耗。

  2、采用綠色節能設備

  3、在數據中心機房中建設冷通道,并配置下送風機房專用風冷式精密空調。

  4、在數據中心機房中建設專用風冷式精密空調冷風和熱風管道,對機柜進行全密封強制散熱。

  5、在數據中心機房中使用下送風機房專用風冷式精密空調和智能送風機柜,將機房冷風凈壓倉的冷風直接送入機柜。

  6、本項目UPS電源節能主要的投入和技改有兩個方面:一是引入高效率的高頻UPS系統,電源轉換效率可達90%以上,相比傳統工頻UPS電源,效率提升可達20%。二是投入一批ATS雙電源切換開關,對于一些非高保障要求的IT設備,以及部分精密空調,日常主用電源設置在市電上,市電中斷時,通過ATS毫秒級地切換到UPS側繼續保障供電。這樣可減少UPS的日常自損和消耗。按照機房統計情況,項目采用UPS電源節能措施后,則可節約15%,每年節約電力76.61萬kWh。

  7、熱場管理的工作主要是在機房區域內,通過隔離冷熱區域,減少冷風熱風的相互污染,以及對冷風、熱風的合理導流、精確送引等手段,提高送回風的效能,從而達到提升精密空調效率,減少電能損耗的目的。

  8、根據中華人民共和國國家標準GB50174-2008《電子信息系統機房設計規范》,A類和B類機房的主機房溫度要求保持在23±1℃,也就是22到24℃。ANSI/TIA-942-2005《Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers》中規定冷通道溫度為華氏68-77度,也就是20到25℃。美國采暖制冷與空調工程師學會(ASHRAE)2008年新的機房冷通道溫度已經從2004年的20到25℃提高到18到27℃。由于國家標準中規定的主機房溫度沒有指定是機柜前的進風溫度,傳統機房存在以下兩方面不足:

  由于沒有冷通道或熱通道封閉,機房溫度特別的低,設備內部的溫度并不低,大量的冷氣短路自循環。

  機房溫度往往低于24℃,處于過度制冷狀態。

  現代服務器和網絡設備等并非傳統觀念(10年或20年前)中認為的那么嬌貴,大部分服務器在溫度10-35℃,相對濕度20%-80%都可以正常運行(ASHRAE認為的設備環境要求,也是絕大部分商用服務器的工作環境要求范圍)。因此可以提高空調送風溫度,保證IT設備的運行溫度即可。當空調系統的送風和回風溫度提高1℃時,空調系統節電約2.5%。同時空調系統的制冷能力提高約5%。

  因此,在用戶認可的條件下,提高機房的溫度是節約能源的措施之一。建議本項目數據中心冷通道的溫度(ASHRAE標準要求在冷通道中間對準機柜中間1.5米高度測量,每4個機柜至少一個測試點)最低為24或25℃。

  當空調系統的送風和回風溫度提高1℃時,空調系統節電約2.5%。同時空調系統的制冷能力提高約5%。建議本項目數據中心冷通道的溫度(ASHRAE標準要求在冷通道中間對準機柜中間1.5米高度測量,每4個機柜至少一個測試點)最低為24℃。數據中心預計提高4℃,按照10%的節能量計算,機房每年節約電力****萬kWh。

  4.1.2 建筑

  4.1.3電氣

  1、減少供電線路上的電能損耗

  2、配電設置

  3、設備節能措施

  4.1.4 通風空調

  4.1.5 節水措施

  4.2 節能管理措施

  4.2.1能源管理機構及人員配備

  4.2.2能源計量器具配備

  4.2.3節能管理制度和措施

  4.2.4系統監測與控制

  

5 項目能源消耗及能效水平評價

  5.1能源消費量核算

  項目能源消耗種類為電力、柴油和水。具體計算如下:

  5.1.1項目年耗電量計算

  本園區建設項目按使用功能劃分,可分為機房和辦公用房。各區域面積分別為機房*****㎡,辦公用房*****㎡。項目用電主要含通信設備用電、照明用電、弱電系統用電、空調用電、給排水、通風電機用電等各項用電,分別計算如下:

  1、IT設備年用電量測算

  項目IT機房年運行時間為*****天,日運作時間*****小時。根據項目單位長期實踐經驗,機房相關設備需用系數為1,平均有功負荷系數取0.7(IT機柜設備數量及功率由建設單位提供)。具體計算如下:

  通信設備年用電量合計:*****萬kW·h,折標煤*****噸(當量值)。

  2、照明耗電量

  本項目照明功率密度值按照《建筑照明設計標準》(GB50034-2013)6.1章節的要求按建筑類別選取規定的功率密度現行值,需要系數參考《工業與民用配電設計手冊》(第三版)表1-4進行選取,照明能耗按需要系數法估算,其計算式為:

  照明有功功率=總負荷×需要系數

  照明耗電量=照明有功功率×運行時間×負荷系數

  經估算,本項目照明年耗電量為*****萬kWh,折標煤*****tce(當量值),具體計算詳見表 5-2。

  3、空調系統耗電量

  根據本項目空調設計說明,結合項目平面布置及公共建筑功能,選擇公共建筑空調類型,項目辦公部分,擬采用中央空調系統冷水機組,二層變配電機房、三層變配電房采用單冷型吊頂式分體空調。按照深圳市建筑物功能特點,參照陸耀慶主編《實用供熱空調設計手冊》(第二版)表11.1-12選擇冷負荷,計算公共建筑的冷負荷計算如下表5-4。

  項目IT機房為采用中央空調制冷,制冷負荷*****kW。對此預配備750RT離心式冷水機組*臺(*用*備)和單冷型吊頂式分體空調,總制冷量為*****1kW,其中冷水機組制冷量為*****kW,分體空調制冷量為*****kW。總裝機容量為*****kW,其中冷水機組(包括冷機、冷卻泵、冷卻塔、冷凍泵)為*****kW,精密空調為*****kW, 分體空調為 *****kW。項目冷凍機組另配備45kW冷凍水泵*臺(*用*備)、**kW冷卻水泵*臺(*用*備)、**kW冷卻塔*座(*用*備)、*kW精密空調***臺(**用**備)。實際使用的中央空調冷水機組以及冷凍水泵、冷卻塔等附屬設備配置情況見下表:

  單冷型吊頂式分體空調應用于二層變配電機房、三層變配電房,建筑面積共計*****㎡,冷負荷指標取*****W/㎡ ,則本項目分體空調制冷量為*****kW,故裝機容量為*****kW。

  經初步估算,機房空調年耗電量為*****萬kWh,折標煤*****噸(當量值),具體計算如下表5-4所示。

  4、電梯耗電量

  根據初步設計的方案,本項目共設置**kW載人電梯*****臺,**kW貨梯*臺。按照《電梯技術條件》(GB/T 10058-2009)的附錄A提供的電梯能耗預測計算模型估算電梯耗電量。升降電梯選擇達到節能要求的VVVF永磁同步無齒輪曳引機電梯。

  經前期估算,項目建成后,電梯年能耗總量為*****萬kWh,折標準煤(當量值)*****tce。電梯耗電量計算詳見表5-5。

  注:1)本項目升降客梯均選用VVVF永磁同步無齒輪曳引機電梯,故K1=1.0;

  2)年啟動次數按最大次數*****次計算;

  3)一年內待機總能耗按電梯使用一年能耗的5%估算。

  5、給排水設備耗電量計算

  根據項目初步設計方案,項目設置需耗能的給排水設備如下表所示:

  根據項目耗能給排水設備配置情況,經初步估算,本項目給排水設備年耗電量為*****萬 kWh,折標煤*****噸(當量值)。給排水設備能耗計算過程中,僅統計實際使用的設備能耗。具體配置情況和能耗計算詳見表5-7。

  6、其他設備耗電量

  經估算,其他設備(包含弱電、風機等設備)年耗電量*****萬kWh,折標煤*****噸(當量值),詳細計算見表5-8。

  7、變壓器耗電量計算及UPS設置

  8、線路損耗

  9、UPS系統損耗

  10、項目耗電量匯總

  由此得出,本項目投入使用后年總耗電量為*****萬kWH,折標煤*****tce(當量值)。

  項目總耗電量見下表5-9所示。

  5.1.2耗水量消耗估算

  項目用水主要包括生活用水(值班人員用水)、空調補水、道路綠化用水以及未預見用水量,項目用水情況見下表:

  則項目年用水總量*****立方米。

  5.1.3柴油消耗估算

  5.1.4項目年總折合標煤

  綜合上述計算,得出項目需求能源如下表。

  5.2項目能效水平評估

  5.2.1能源分布情況

  6.2.2能耗指標分析

  

6 能源消費影響分析

  6.1對所在地能源消費增量影響的分析

  6.2對所在地完成節能目標的影響分析

  

7 結論

  1、法律法規、政策、標準規范

  根據國家發改委《產業結構調整指導目錄》(2011年本)(2013年修正),本項目屬于鼓勵類三十一、科技服務業 2、在線數據與交易處理、IT設施管理和數據中心服務,移動互聯網服務,因特網會議電視及圖像等電信增值服務,符合國家產業政策。

  項目建設符合相關法律、法規、規劃及行業準入條件和產業政策的有關節能規定,符合《深圳市國民經濟和社會發展第十三個五年規劃》,符合節能相關標準及規范。

  2、項目能源消費總量、結構和節能目標

  項目選用的主要能源品種是電力、柴油和水。總體年耗電力*****萬千瓦時,年耗水量為*****立方米,年耗柴油量為***噸,項目綜合能源消費量折合標煤等價值為*****tce。能源種類、用能數量、能源消費結構比較合理,項目所在地能源供應條件滿足要求。

  對深圳市“十三五”能源消費影響較小。因此項目的建設對深圳市的節能目標的影響較小,符合當地節能規劃的要求。

  3、能效指標水平

  項目單位產值綜合能耗***tce/萬元,對比深圳深圳市各行業能耗現狀明細表相關數據,本項目能效水平處于二級能效水平。

  項目PUE值為*****,低于1.5,屬于綠色數據中心建設項目。

  4、項目用能設備沒有采用明令禁止淘汰落后設備,設備能耗指標達到先進能效水平。經核查本項目所選用設備不屬于《產業結構調整指導目錄(2011年本,2013年修正)》、《高耗能落后電機設備(產品)淘汰目錄》的淘汰目錄。

  5、節能措施及效果

  項目針對工藝、設備、暖通、電氣、給水提出了具體的節能技術措施,節能措施符合相關政策、法規、標準、規范的要求,節能效果明顯。

  

8 附錄、附件

  8.1附錄

  1、主要用能設備一覽表

  2、能源計量器具一覽表

  3、能源消費量表

  4、計算書

  8.2附件


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