IDC機房節(jié)能綜合利用項目介紹(-29張)課件

1、 IDC機房節(jié)能綜合利用 項目介紹北京東方恒諾科技有限公司1 IDC機房節(jié)能綜合利用 IDC行業(yè)的能耗問題目前，我國各類數(shù)據(jù)中心（IDC)總量約43萬個，可容納服務(wù)器約500萬臺。其中經(jīng)營性數(shù)據(jù)中心機房921個，面積約88萬平米，機柜數(shù)約17.7萬個，可容納服務(wù)器約200萬臺。未來5年，我國對數(shù)據(jù)中心流量處理能力的需求將增長7-10倍，機房面積再翻一番才能滿足需求。2011年我國數(shù)據(jù)中心總耗電量達到700億千瓦時，占全社會用電量的1.5%，相當(dāng)于2011年天津市全年用電量。2IDC行業(yè)的能耗問題目前，我國各類數(shù)據(jù)中心（IDC)總量約IDC機房耗能情況30%的耗能是為解決機房散熱問題，同時產(chǎn)生大

2、量余熱3IDC機房耗能情況30%的耗能是為解決機房散熱問題，同時產(chǎn)生最先進的國外IDC節(jié)能水平（PUE值）“PUE”=數(shù)據(jù)中心整體輸入電力/IT負載所需電力微軟都柏林數(shù)據(jù)中心PUE值：1.25惠普英國溫耶德數(shù)據(jù)中心PUE值：1.16谷歌比利時數(shù)據(jù)中心PUE值：1.16Facebook數(shù)據(jù)中心PUE值：1.15雅虎“雞舍”式數(shù)據(jù)中心PUE值：1.084最先進的國外IDC節(jié)能水平（PUE值）“PUE”=數(shù)據(jù)中心整目前國內(nèi)IDC機房節(jié)能潛力巨大我國目前PUE在23之間，而國際上這些低能耗數(shù)據(jù)中心共同的特點：特殊的地理位置，可采用自然冷卻，如海風(fēng)、冷水、呼吸式建筑采用故障容錯系統(tǒng)，這樣設(shè)備故障不會造成

3、影響，專用系統(tǒng)非標準服務(wù)器，可以接受更惡劣簡樸的環(huán)境PUE值小于1.1，對于建設(shè)于普通地點的普通數(shù)據(jù)中心是難以實現(xiàn)的各種機房節(jié)能方案的性能對比PUE典型數(shù)據(jù)中心2無冷水機組，采用100%的水側(cè)的經(jīng)濟節(jié)能方案1.67UPS運行在旁路，采用415V系統(tǒng)1.45采用空氣側(cè)的經(jīng)濟節(jié)能方案，不用UPS1.295目前國內(nèi)IDC機房節(jié)能潛力巨大我國目前PUE在23之間，而目前IDC節(jié)能常用技術(shù)手段氟泵：在外界環(huán)境溫度很低的情況下，壓縮機旁路，用泵直接循環(huán)制冷劑，利用制冷劑自身熱容量，在不進行氣液相變的情況下傳遞熱量制冷?！胺谩惫倪h低于壓縮機，減少電能消耗；熱管空調(diào)：采用無源熱管熱泵實現(xiàn)冷熱傳導(dǎo)，相對直接

4、利用自然冷風(fēng)、冷水在空間上隔離。前提條件是有自然冷源。電能消耗主要在風(fēng)扇、水泵等，能大大減少電能消耗；乙二醇：也是一種利用“不凍”液體的循環(huán)流動，實現(xiàn)熱量交換，前提仍舊需要自然冷源，例如冬季使用；共同特點是：需要自然冷源，使用受到時間地點限制；另外熱能不能回收利用，散失到環(huán)境，沒有減排效果。6目前IDC節(jié)能常用技術(shù)手段氟泵：在外界環(huán)境溫度很低的情況下，目前IDC能源節(jié)能手段的缺點地理條件限制：根據(jù)地理條件建設(shè)的機房，通常都遠離鬧市區(qū)，交通生活不便；企業(yè)管理難度大：雖然可以遠程管理，但是具體運營過程中，對員工生產(chǎn)、生活配套服務(wù)產(chǎn)生很大問題，涉及員工家庭、子女教育等綜合因素，難以解決；市場銷售不佳

5、：市場反應(yīng)不積極，常常有稍微偏遠一點的地點建設(shè)的機房，投入使用后少人問津，鬧市區(qū)建設(shè)的機房，未及投產(chǎn)已預(yù)售一空；無減排效果：依靠自然冷源散熱的制冷方式，沒有考慮減少環(huán)境熱排放的問題，后續(xù)很可能依據(jù)國家政策調(diào)整，需要進一步改造。7目前IDC能源節(jié)能手段的缺點地理條件限制：根據(jù)地理條件建設(shè)的IDC的可利用能源的特點數(shù)量巨大：數(shù)千乃至數(shù)萬千瓦的能量消耗，最后都變成熱能，需要從機房“搬走”；穩(wěn)定輸出：IDC機房一旦啟用，能量消耗24小時、長年累月持續(xù)消耗能源，產(chǎn)熱穩(wěn)定；熱輸出品位低：熱量一般通過自然冷風(fēng)、冷水、大型空調(diào)冷卻水等帶走，溫度20多度，品位低；幾十年的歷史和國內(nèi)外同行的現(xiàn)狀表明，目前對該能量

6、的利用率很低，機房節(jié)能主要考慮如何用更低的成本將熱量“搬走”來實現(xiàn)節(jié)能，還沒有人考慮回收利用該熱量，即消耗少量能量，回收轉(zhuǎn)換該熱量，使之能得到充分利用。IDC的可利用能源的特點數(shù)量巨大：數(shù)千乃至數(shù)萬千瓦的能量消耗熱泵技術(shù)在IDC的節(jié)能應(yīng)用熱泵也就是像泵那樣，可以把不能直接利用的低位熱能(如空氣、土壤、水中所含的熱能、太陽能、工業(yè)廢熱等)轉(zhuǎn)換為可以利用的高品位熱能，從而達到節(jié)約部分高位能（如煤、燃氣、油、電能等）的目的。雖然需要消耗一定量的高品位能，但所供給用戶的熱量卻是消耗的高位熱能與“泵”取的數(shù)倍低位熱能的總和。因此，熱泵是一種高效節(jié)能減排裝置。熱泵技術(shù)在IDC的節(jié)能應(yīng)用熱泵也就是像泵那樣，

7、可以把不能直接IDC常規(guī)電制冷空調(diào)系統(tǒng)10IDC常規(guī)電制冷空調(diào)系統(tǒng)10改進后的IDC電制冷空調(diào)系統(tǒng)11改進后的IDC電制冷空調(diào)系統(tǒng)11IDC回收熱能熱水的利用1、直接利用企業(yè)生活使用、冬季取暖；供周邊居民取暖、生活使用；供周邊企業(yè)生產(chǎn)熱源使用；2、轉(zhuǎn)化利用提高輸出溫度產(chǎn)生蒸汽，推動蒸汽發(fā)電機發(fā)電；利用其它低溫發(fā)電技術(shù)將回收的熱能轉(zhuǎn)換為電能；驅(qū)動吸收式熱泵制冷，降低空調(diào)系統(tǒng)電力消耗12IDC回收熱能熱水的利用1、直接利用12IDC熱泵技術(shù)節(jié)能風(fēng)險及問題相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)都非常成熟，但是電力消耗增加：采用壓縮機熱泵回收熱量，需要消耗更多電能，雖然后續(xù)能通過熱能再利用創(chuàng)收，沖銷大量電費，但是電能的消耗量

8、還是增加了，和目前國家節(jié)能減排考核模式不適應(yīng)；另外電力供應(yīng)能力是否足夠、是否需要增容和能不能增容都影響系統(tǒng)實施；回收資源直接利用率：回收的資源首先是熱水，如何消化利用大量的熱水實現(xiàn)減排收益？如何盡快實現(xiàn)溫水發(fā)電？也影響項目實施；13IDC熱泵技術(shù)節(jié)能風(fēng)險及問題相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)都非常成熟，但是電高效制冷發(fā)電方案本方案提出一個利用液態(tài)空氣作為工作介質(zhì)，吸收空調(diào)末端回水的熱量，實現(xiàn)吸熱、氣化、升溫，液體變氣體，體積膨脹近千倍，可以得到高壓常溫的空氣。利用該高壓空氣推動氣輪機發(fā)電，實現(xiàn)低溫?zé)崃孔龉Πl(fā)電！再利用流體力學(xué)的空氣放大器原理設(shè)計氣體混合引流器，減少液態(tài)空氣氣化量、高效率利用液態(tài)空氣，進一步大幅提

9、高發(fā)電效率。14高效制冷發(fā)電方案本方案提出一個利用液態(tài)空氣作為工作介質(zhì)，吸收高效制冷發(fā)電方案整個發(fā)電系統(tǒng)輸入只有回水熱量，輸出電力和少量氣化的空氣，可以實現(xiàn)低溫?zé)崮芨咝мD(zhuǎn)化為電能，實現(xiàn)資源循環(huán)利用；液態(tài)氣體臨界溫度-140C以下，吸收常溫?zé)崃亢?，處以超臨界溫度狀態(tài)，工作壓力可以很高，排放余壓、余熱影響很小，發(fā)電效率可以達到70%或更高；“低溫?zé)嵩础卑l(fā)電，還相當(dāng)于輸出“冷量”，可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)中心的制冷，是廢熱利用。這種技術(shù)還將用于工作、生產(chǎn)很多場合下的余熱回收、余熱利用發(fā)電、錯峰用電、調(diào)峰儲能、其它清潔能源儲能等用途；15高效制冷發(fā)電方案整個發(fā)電系統(tǒng)輸入只有回水熱量，輸出電力和少量高效制冷發(fā)電方

10、案16高效制冷發(fā)電方案16高效制冷發(fā)電方案1、超低溫儲液罐；2、高壓超低溫液體泵；3、高壓超低溫管路；4、射流引流器；5、低溫換熱器；6、低溫高壓氣管路；7、氣體混合引流器；8、氣體擴張段；9、中溫換熱器；10、氣體收縮段；11、常溫工作氣體管路；12、氣輪機輸入閥；13、工作氣路；14、氣輪機；15、發(fā)電機；16、乏氣氣路；17、氣輪機輸出閥；18、回氣管路；19、制冷回水輸入管路；20、中低溫換熱器連接管路；21、制冷回水輸出管路；22、余氣排放口；23、液態(tài)空氣加注口；24、檢修短路管路；25、檢修短路氣閥；26、引流回氣管路；17高效制冷發(fā)電方案1、超低溫儲液罐；2、高壓超低溫液體泵；

11、3、新技術(shù)的綜合節(jié)能指標1、省去傳統(tǒng)制冷機組電耗，降低備用發(fā)電機發(fā)電量和裝機容量，IDC電耗大幅度降低；2、氣輪機可靠性高，發(fā)電可靠性高；可以自發(fā)電自用，耗電進一步減少，供電能力要求降低；3、制冷效果好，可以實現(xiàn)機房低溫運行，對設(shè)備有利；4、備份多種模式，可以直接制冷；5、節(jié)約冷卻塔水耗；6、排氣潔凈、低溫、無水，通過機房加濕后，可以做新風(fēng)，進一步提高吸收熱量的能力；7、減少了熱排放，低碳、減排、循環(huán)利用能源18新技術(shù)的綜合節(jié)能指標1、省去傳統(tǒng)制冷機組電耗，降低備用發(fā)電機經(jīng)濟性分析計算以一個原設(shè)計總用電量5000Kw為例傳統(tǒng)系統(tǒng)投資運行數(shù)據(jù)如下：空調(diào)系統(tǒng)耗電1500Kw，造價約450萬；制冷量

12、需求約為1500冷噸；后備發(fā)電機系統(tǒng)容量5000Kw，造價約1000萬；每小時系統(tǒng)耗電5000度，按照0.5元計算，每天用電12萬度，電費60000元；每天耗水約100噸；約合500元；每年運行直接費用：2208萬元。19經(jīng)濟性分析計算以一個原設(shè)計總用電量5000Kw為例傳統(tǒng)系統(tǒng)經(jīng)濟性分析計算以一個原設(shè)計總用電量5000Kw為例新裝系統(tǒng)投資運行數(shù)據(jù)如下：節(jié)省了空調(diào)主機系統(tǒng)，節(jié)省的經(jīng)費與新增的液態(tài)空氣制冷發(fā)電系統(tǒng)相當(dāng)；實際耗電下降為3500Kw，冷量需求約為1000冷噸；系統(tǒng)發(fā)電能力按照70%計算，可發(fā)電2500Kw；發(fā)電自用，則實際耗電1000Kw；后備發(fā)電機系統(tǒng)容量1500Kw，造價約350

13、萬；一次性節(jié)省650萬；每小時系統(tǒng)耗電1000度，按照0.5元計算，每天用電2.4萬度，電費12000元；每天消耗液態(tài)空氣300噸，市場價150元/噸，合計45000元；每年運行直接費用：2080萬元。減少128萬元，應(yīng)可獲得節(jié)能減排補貼360萬元。20經(jīng)濟性分析計算以一個原設(shè)計總用電量5000Kw為例新裝系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保分析計算以一個原設(shè)計總用電量5000Kw為例每年節(jié)約用電3500萬度；按照我國1kWh發(fā)電耗328g（國家發(fā)改委公布數(shù)據(jù)）標準煤，燃燒一噸標準煤產(chǎn)生二氧化碳為2930kg，二氧化硫8.5kg，氮氧化物7.4kg，每顆大樹每年吸收二氧化碳18.3kg，每棵樹占地8計算，與自然冷卻方

14、案相比，其環(huán)保效益如下：節(jié)省標準煤4700噸，節(jié)省水3.6萬噸，減排二氧化碳12000噸，減排二氧化硫36噸，減排氮氧化物31噸，相當(dāng)于種了68萬棵樹增加綠化覆蓋面積8200畝。21節(jié)能環(huán)保分析計算以一個原設(shè)計總用電量5000Kw為例每年節(jié)該項目的市場空間特點國內(nèi)外市場空白，發(fā)展空間大；單個項目金額大，系統(tǒng)實施簡單；從小項目到大項目均可以應(yīng)用；符合國家能源政策，容易獲得融資和補貼；設(shè)備技術(shù)成熟，系統(tǒng)可靠性高、技術(shù)風(fēng)險?。还?jié)約能耗效果明顯，社會經(jīng)濟效益突出。22該項目的市場空間特點國內(nèi)外市場空白，發(fā)展空間大；22 項目運作的基本思路采用專利保護創(chuàng)新點、提高產(chǎn)品技術(shù)競爭門檻；與品牌企業(yè)合作，確保產(chǎn)

15、品和服務(wù)的質(zhì)量；尋求節(jié)能領(lǐng)域的資源優(yōu)勢企業(yè)合作，確立先發(fā)優(yōu)勢；抓住電信行業(yè)優(yōu)質(zhì)用戶，找準模式，以點帶面；先進的發(fā)展模式，借助資本的力量快速做大做強。23 項目運作的基本思路采用專利保護創(chuàng)新點、提高產(chǎn)品技術(shù)競爭項目起步發(fā)展模式首先針對電信運營商的IDC機房節(jié)能改造應(yīng)用為主要市場；以合同能源管理的模式，確定資源提供方、設(shè)備服務(wù)提供商、資金來源、運營管理等各方；各方采用多方合作，效益分成的方式獲得收益；前期資金設(shè)備從小到大，逐步投入，以市場為導(dǎo)向；系統(tǒng)保持兼容性、靈活性，做好示范工程；申請政府各項支持、優(yōu)惠政策。24項目起步發(fā)展模式首先針對電信運營商的IDC機房節(jié)能改造應(yīng)用為項目實施步驟第一階段：原

16、理樣機制作采購一臺50千瓦左右的氣輪發(fā)電機組，定制一臺每小時氣化200公斤液態(tài)空氣能力的水浴氣化器，費用支出約100萬；然后應(yīng)用本方案技術(shù)，我方提出方案要求，尋求有經(jīng)驗、積極配合、有相應(yīng)能力的合作研發(fā)團隊外包委托開發(fā)或者合作開發(fā)，保證進度、效率，保證資金的使用效率，控制風(fēng)險；完成后進行專家成果評審?？偼顿Y約300萬25項目實施步驟第一階段：原理樣機制作25項目實施步驟第二階段：小型示范工程針對一個5000千瓦左右的數(shù)據(jù)中心，在原理樣機成果基礎(chǔ)上，委托專業(yè)設(shè)計院進行設(shè)計，委托國內(nèi)外知名廠家根據(jù)設(shè)計容量要求定制汽輪發(fā)電機組和氣化器系統(tǒng)；根據(jù)設(shè)計院設(shè)計文件面向社會進行施工安裝工程招標；改造費用約10

17、00萬，節(jié)電目標80%，節(jié)水目標是0水耗；項目完成后，組織專家評審。第三階段：推廣應(yīng)用在示范工程成功后，在政府扶持下，數(shù)據(jù)機房企業(yè)根據(jù)自身投資、節(jié)能增效目標，整合社會資源，采用不同融資合作模式，開展節(jié)能增效熱泵技術(shù)應(yīng)用改造。26項目實施步驟第二階段：小型示范工程26財務(wù)預(yù)測分析目前啟動項目，總投資不大，一旦前期樣機完成研發(fā)，專利技術(shù)可以實現(xiàn)10倍以上增值，投資回報容易實現(xiàn)。問題的關(guān)鍵僅僅在于項目是否能實現(xiàn)的技術(shù)可行性，財務(wù)投資容易預(yù)測和分析。投入資金回收預(yù)期半年內(nèi)通過樣機完成技術(shù)鑒定，確認市場地位和價值，1年內(nèi)技術(shù)股權(quán)溢價轉(zhuǎn)讓初步獲利，3年左右逐步開始實現(xiàn)綜合收益直接技術(shù)轉(zhuǎn)讓回報一次性或階段分步技術(shù)轉(zhuǎn)讓、產(chǎn)品生產(chǎn)和專利使用授權(quán)、政府扶植、社會資金參與實現(xiàn)技術(shù)專利溢價增值未來投資回報預(yù)期工程技術(shù)授權(quán)的專利技術(shù)提成獲利，技術(shù)參股后所持股權(quán)資本運營升值政府扶植資金申報有原理樣機做基礎(chǔ)，具備條件申報政府扶持資金、實現(xiàn)資源升值財務(wù)預(yù)測分析目前啟動項目，總投資不大，一旦前期樣機完成研發(fā)，融資金額及使用計劃作為一個天使投資合作項目，考慮到未來項目進一步發(fā)展的需要，以及項目第一階段務(wù)實的資金需求，也綜合業(yè)界