濰坊直銷金武士UPS電源蓄電池

淺談數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)能技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)化(二)

先針對數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的架構(gòu)進(jìn)行了簡單的介紹,并針對此架構(gòu)中應(yīng)用的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行解析。在此基礎(chǔ)上介紹了關(guān)于上述節(jié)能技術(shù)開展的相關(guān)的國內(nèi)、國際標(biāo)準(zhǔn)化工作的進(jìn)展情況,以及重要技術(shù)點的標(biāo)準(zhǔn)要求解析。為今后的行業(yè)內(nèi)的研發(fā)、生產(chǎn)以及應(yīng)用等環(huán)節(jié)提供相應(yīng)的理論依據(jù)。

1 引言

隨著低碳經(jīng)濟(jì)的來臨,國家對節(jié)能減排工作日益重視。2009年12月哥本哈根氣候變化會議上,中國政府承諾到2020年,單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。

隨著新一代移動通信和下一代互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)蓬勃發(fā)展以及視頻、圖像等新業(yè)務(wù)新應(yīng)用帶來數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)快速增長,大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的建設(shè)使得集成度高、能耗大的數(shù)據(jù)單架設(shè)備大量增加,能源消耗總量呈指數(shù)增長。綠色數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心發(fā)展的必然。

眾所周知,空調(diào)系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心中能耗占比較大系統(tǒng),僅次于IT系統(tǒng)。因此本文將重點闡述數(shù)據(jù)中心供電制冷系統(tǒng)中應(yīng)用的主要節(jié)能技術(shù)的原理、應(yīng)用情況以及其標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)展情況等。

2 數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)架構(gòu)及節(jié)能技術(shù)

據(jù)美國采暖制冷與空調(diào)工程師學(xué)會(ASHRAE)技術(shù)委員會9.9(簡稱TC9.9)統(tǒng)計報告顯示,數(shù)據(jù)中心各部分的用電量分布大致如圖1所示。

由圖可見,IT系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)和供電系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心能耗大戶。

本文主要介紹數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)總體架構(gòu),其典型的系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

3 數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

為了滿足IT設(shè)備正常運行環(huán)境條件,數(shù)據(jù)中心需配備制冷系統(tǒng)。多個國內(nèi)國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)中提出了對數(shù)據(jù)中心的環(huán)境條件要求,如在GB/T50174數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范中提出數(shù)據(jù)中心主機(jī)房的環(huán)境溫度應(yīng)保持在18～27℃,允許工作溫度為15～32℃;而在ITU-TL.1300《數(shù)據(jù)中心最佳實踐》標(biāo)準(zhǔn)中提出最佳環(huán)境溫度范圍為18～32℃;在YD/T1821標(biāo)準(zhǔn)中提出的大型和超大型數(shù)據(jù)中心環(huán)境溫度范圍為18～26℃,中小型數(shù)據(jù)中心環(huán)境溫度范圍為15～27℃。在滿足數(shù)據(jù)中心環(huán)境條件要求的基礎(chǔ)上,各綠色數(shù)據(jù)中心開展了一系列的節(jié)能舉措。

其中,應(yīng)用比較廣泛的節(jié)能技術(shù)有近端制冷技術(shù)、氣流組織控制技術(shù)、自然冷卻技術(shù)和相變材料冷卻技術(shù)等。這里將針對上述技術(shù)的原理、數(shù)據(jù)中心應(yīng)用情況及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

(1)近端制冷技術(shù)

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的空調(diào)制冷率低,散熱能力有限,無法滿足中高熱密度機(jī)柜的散熱需求,容易出現(xiàn)機(jī)柜局部過熱的情況,使機(jī)柜無法負(fù)載過多的服務(wù)器設(shè)備,從而導(dǎo)致機(jī)柜的容積率和機(jī)房的空間利用率降低。

金武士蓄電池測試維護(hù)手段

一般UPS電源對電池的要求：滿足一定的端電壓；電池應(yīng)具有在啟動放電瞬間就能輸出大電流的特性；滿足一定的容量，以保證逆變供電的時間。

1、用萬用表測量電池的端電壓

實踐證明，用萬用表測量UPS電池的浮充端電壓是無法判定舊電池是否已經(jīng)失效。所以一般要離線或在線測量電池的端電壓，被測電池的端電壓為12V左右（對12V電池而言），最低不能低于10.5V。不足10.5V的電池即為欠壓或已經(jīng)失效的電池。若這種電池在經(jīng)過充電或激活充電后端電壓仍達(dá)不到12V，即為失效電池。

2、測試UPS電池是否具有啟動瞬間輸出大電流的特性

后備式UPS電源由市電供電向逆變供電的切換時間要求小于7ms,一般設(shè)計為4-5ms左右。這就是說，一旦市電供電中斷，UPS電池必須在小于4-5ms時間內(nèi)輸出負(fù)載所需的電流。有些失效的電池能夠滿足端電壓和容量的要求，但不能在少于4-5ms內(nèi)放電電流達(dá)到大電流的要求，也是不合格電池。UPS電池瞬間輸出大電流的特性只有在關(guān)閉市電才能測試，在不知道電池性能情況下有一定的風(fēng)險，一般是不進(jìn)行的。

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3、判別UPS電池的容量

傳統(tǒng)判別UPS蓄電池容量的方法與判別一般蓄電池的方法一樣，將整組蓄電池組脫離通信電源系統(tǒng)并上電阻絲，以八或十小時率恒流放電，然后以最先到達(dá)放電終止電壓的某一單體蓄電池的放電時間與電流，來推算其容量。

UPS系統(tǒng)的標(biāo)牌數(shù)據(jù)

當(dāng)計算UPS單元的尺寸需求時，最大的問題是如何確定它們的實際負(fù)載。許多數(shù)據(jù)硬件制造商仍然在其制造的設(shè)備上無法提供足夠的數(shù)據(jù)，或是提供容易讓人誤導(dǎo)的數(shù)據(jù)。大廠商通常會在他們的網(wǎng)站上鏈接有配置器。如果使用正確，這些配置工具往往會給出相當(dāng)準(zhǔn)確的信息。但是沒有工具可以為您提供總負(fù)載的準(zhǔn)確估計。需要您自己來獲取實際的數(shù)字。

小心使用標(biāo)牌(數(shù)據(jù))。上面通常是合法的參數(shù)，通常會給出一個比該單元將能達(dá)到的伏安額定值更高的數(shù)值。例如，想象某單元標(biāo)牌上顯示可在90至240伏電壓，以4至8安培電流下可提供500瓦特(W)電源。

首先，數(shù)字是與實際不符的。電流數(shù)據(jù)相對于電壓數(shù)值偏大。如果假設(shè)額定電壓120伏特，額定電源8安培，您得到960的伏特安培。該數(shù)據(jù)乘以0.95將得到912瓦。沒有哪個電源的效率會這么低，以至于電源幾乎從來沒有在全功率運行。因此，這是極不可能的，這個裝置將能再超過500瓦的功率，但如果您想保守計算的話，乘以1.1可以計算出550瓦的輸入功率值。

不要被雙線設(shè)備所蒙騙。當(dāng)電源提供共享負(fù)載時，人們往往會認(rèn)為其中任何一個應(yīng)該能夠承載滿負(fù)載。因此，一臺具有兩個500瓦電源的單元仍然應(yīng)該只有單線來計算。

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UPS容量參數(shù)

當(dāng)您估算出了實際負(fù)載，在實際運行UPS時應(yīng)按照實際額定容量的80%來規(guī)劃。這能夠為高峰操作環(huán)境留出空間，給您安裝副本設(shè)備時候能提供相應(yīng)的容量，允許您從退役的舊有設(shè)備中獲得一點點增長。對于規(guī)劃負(fù)載有80kW，1.0PF值，額定功率為100kVA/100kW的UPS設(shè)備，您如果保持相位平衡在5%以內(nèi)則足以應(yīng)付。UPS具有0.9的PF值時，需要更高的額定kVA值;125kVA將提供給您112.5kW的容量，這也會為您提供一些額外的空間。

如果您預(yù)見到近期用電會有大幅增長，考慮購置一臺模塊化的UPS設(shè)備。有兩種類型可選：一種是整體容量會高于您的需求，但只安裝所需的物理UPS和電池模塊，另一種是系統(tǒng)的總?cè)萘枯^高，但采用固件配置的方式來限制其輸出功率不會高于所需要的數(shù)值。無論哪種方式，只買對的不選貴的，當(dāng)需要額外的容量時再進(jìn)行購買。節(jié)省的不僅僅是資本成本。當(dāng)UPS加載到更高的容量時，它的運行效率也會更高，因此也節(jié)省了電力運營成本。當(dāng)然，有了2N的冗余UPS，實際上您會以一半的總負(fù)載運行每臺UPS，這使得它的容量更為至關(guān)重要。其運行效率很低時可低于40%。

最后考慮的是發(fā)電機(jī)負(fù)載。不同的UPS設(shè)計對發(fā)電機(jī)呈現(xiàn)出不同的電氣特性。您的電氣工程師或設(shè)施電工需要同時檢查UPS和發(fā)電機(jī)兩者的特性，以確保在緊急情況下UPS負(fù)載突然切換到發(fā)電機(jī)時，發(fā)電機(jī)不會停止運轉(zhuǎn)。

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假如金武士蓄電池充不進(jìn)電
1 、故障現(xiàn)象
首先檢查充電回路的連接是否可靠，檢查連線與插頭接觸是否完好，認(rèn)真檢查插座和插頭是否有 “ 打火 ” 燒弧現(xiàn)象，有無線路損傷斷線等。
檢查充電器有無損壞，充電參數(shù)是否符合要求：即初期充電電流達(dá)到 1.6 -2.5A / 只；最高充電電壓達(dá)到 14.8-14.9V/ 只，充電浮充電轉(zhuǎn)換電流達(dá) 0.3 -0.4A / 只，浮充電壓達(dá)到 14.0-14.4V/ 只。
查看賽能蓄電池內(nèi)部是否有干涸現(xiàn)象，即賽能蓄電池是否缺液嚴(yán)重。
還應(yīng)檢查極板是否存在不可逆硫酸鹽化。極板的不可逆硫酸鹽化，可通過充放電測量其端電壓的變化來判定。在充電時，賽能蓄電池的電壓上升特別快，某些單格電壓特別高，超出正常值很多；放電時電壓下降特別快，賽能蓄電池不存電或存電很少。出現(xiàn)上述情況，可判斷賽能蓄電池出現(xiàn)不可逆硫酸鹽化。
2 、故障的檢查和處理
先將充電回路連接牢固，充電器不正常的應(yīng)更換。干涸的賽能蓄電池應(yīng)補加純水或 1.050 的硫酸，進(jìn)行維護(hù)充電、放電恢復(fù)賽能蓄電池容量。如果發(fā)現(xiàn)有不可逆硫酸鹽化，應(yīng)進(jìn)行均衡充電恢復(fù)容量。干涸的賽能蓄電池加液后的維護(hù)充電，應(yīng)控制最大電流 1.8A ，充電 10-15 小時，三只賽能蓄電池的電壓均在 13.4V/ 只以上為好。如果賽能蓄電池之間電壓差別超過 0.3V ，說明賽能蓄電池已經(jīng)出現(xiàn)不同步的不可逆硫酸鹽化。對于發(fā)生不可逆硫酸鹽化的賽能蓄電池，需要更換整組賽能蓄電池或激活賽能蓄電池。