Инструменты пользователя

Инструменты сайта

Вы посетили: • virtualization
topics:10:potential

Различия

Показаны различия между двумя версиями страницы.

Ссылка на это сравнение

topics:10:potential [2025/10/12 18:11] – создано admintopics:10:potential [2025/10/12 18:14] (текущий) – admin
Строка 3: Строка 3:
 ===== Общие положения ===== ===== Общие положения =====
 Оценка потенциальной экономии энергии в ЦОД проводится на основе данных сенсорной сети, климатических условий и параметров работы систем охлаждения.   Оценка потенциальной экономии энергии в ЦОД проводится на основе данных сенсорной сети, климатических условий и параметров работы систем охлаждения.  
-Особое внимание уделяется режимам **свободного охлаждения (free cooling)** и **автоматическому управлению CRAC**, позволяющим снизить потребление энергии на 20–40 % в зависимости от региона.+Основное внимание уделяется режимам **свободного охлаждения (free cooling)** и **автоматическому управлению CRAC**, которые позволяют снизить энергопотребление на **20–40 %** в зависимости от региона и сезонных условий.
  
 ===== Валидация режима свободного охлаждения ===== ===== Валидация режима свободного охлаждения =====
-В режиме частичного свободного охлаждения доля участия чиллера (\(χ\)) изменяется в пределах от 0 до 1 — в зависимости от соотношения наружного и рециркулируемого воздуха.   +В режиме частичного свободного охлаждения доля участия чиллера (\(χ\)) изменяется в диапазоне от 0 до 1 — в зависимости от соотношения наружного и рециркулируемого воздуха.   
-При \(χ=0\) чиллер полностью отключён, охлаждение осуществляется наружным воздухом.   +  * При \(χ = 0\) — чиллер полностью отключён, охлаждение производится только наружным воздухом.   
-При \(χ=1\) всё охлаждение производится механическим способом.+  * При \(χ = 1\) — всё охлаждение обеспечивается механически (чиллером).
  
 Исследования восьми ЦОД в различных климатических зонах показали: Исследования восьми ЦОД в различных климатических зонах показали:
-  * высокая эффективность достигается, когда температура наружного воздуха \(T_{OS}\) ниже уставки подачи \(T_S\); +  * эффективность повышается, когда температура наружного воздуха \(T_{OS}\) ниже уставки подачи \(T_S\); 
-  * при относительной влажности воздуха выше 80–90 % свободное охлаждение становится ограниченным (во избежание конденсации); +  * при относительной влажности выше 80–90 % свободное охлаждение ограничивается для предотвращения конденсата; 
-  * экономия энергии возрастает в умеренном климате, где \(T_{OS}\) большую часть года ниже \(T_S\).+  * в умеренном климате возможно до 70 % времени работать без чиллера. 
 + 
 +Эффективность оценивается по **коэффициенту производительности охлаждения (COP)**:
  
-Параметры эффективности рассчитывались по коэффициенту производительности: 
 <WRAP center> <WRAP center>
 $$ COP_{\text{Chill}} = \frac{P_{RF}}{P_{\text{Chill}}} $$ $$ COP_{\text{Chill}} = \frac{P_{RF}}{P_{\text{Chill}}} $$
 </WRAP> </WRAP>
  
-  * **Высокие значения COP (8 и выше)** — показатель оптимальной энергоэффективности.   +**Расшифровка параметров:** 
-  * **Низкие значения (1–5)** — указывают на неэффективную работу холодильного оборудования.+^ Переменная ^ Определение ^ Единицы измерения ^ 
 +| \(COP_{\text{Chill}}\) | Коэффициент энергоэффективности системы холодоснабжения | безразмерный | 
 +| \(P_{RF}\) | Полная тепловая нагрузка ИТ-оборудования | кВт | 
 +| \(P_{\text{Chill}}\) | Мощность, потребляемая системой холодоснабжения (чиллеры, насосы, градирни) | кВт | 
 + 
 +<WRAP info> 
 +  * Значение COP ≥ 8 — отличная энергоэффективность.   
 +  * COP = 1–5 — низкий уровень, характерный для устаревших систем. 
 +</WRAP>
  
 ===== Мониторинг качества воздуха ===== ===== Мониторинг качества воздуха =====
-Контроль загрязнения и коррозии проводится по данным сенсоров серебра и меди.   +Контроль чистоты и химической активности воздуха осуществляется по данным **коррозионных сенсоров**: 
-  * **Медные сенсоры** показывали скорость коррозии менее 50 Å/мес, что соответствует норме.   +  * **медные сенсоры (Cu)** показывали скорость коррозии менее **50 Å/мес**, что соответствует норме; 
-  * **Серебряные сенсоры** периодически фиксировали скачки активности, связанные с изменением приточных потоков.+  * **серебряные сенсоры (Ag)** периодически фиксировали скачки при изменении приточного потока.
  
-Полученные данные подтверждают, что включение economizer не приводит к росту коррозии, при условии фильтрации наружного воздуха.+Наблюдения подтвердили: включение economizer не вызывает роста загрязнения при надлежащей фильтрации воздуха.
  
 ===== Валидация автоматического управления CRAC ===== ===== Валидация автоматического управления CRAC =====
 <WRAP info> <WRAP info>
-**Экспериментальные данные:** +**Результаты наблюдений:** 
-  * При штатной работе без распределённого управления часть CRAC работает с низкой загрузкой (разница температур подачи и возврата всего 2–3 °C). +  * В стандартном режиме часть CRAC работает с минимальной загрузкой (разница температур подачи и возврата — 2–3 °C).   
-  * После активации системы контроля недогруженные блоки переводятся в резерв, а оставшиеся CRAC работают с ΔT около 13 °C.+  * После активации системы управления недогруженные блоки переводятся в резерв, оставшиеся работают с ΔT ≈ 13 °C.   
 +  * Давление под фальшполом снижается, но остаётся в пределах нормы (±5 %).   
 +  * Температура в зале повышается не более чем на 0,5–1 °C.
 </WRAP> </WRAP>
  
-При этом: +Результаты эксперимента: 
-  * давление под фальшполом снижается, но остаётся в пределах нормы; +  * из 8 CRAC активными остались 3; 
-  * температура подачи возрастает незначительно (на 1–2 °C); +  * 5 CRAC переведены в резерв без ухудшения охлаждения; 
-  * охлаждение зала сохраняется равномерным. +  * экономический эффект — более **60 000 $ в год** при тарифе 0,1 $/кВт·ч.
- +
-В результате: +
-  * из 8 CRAC в работе остаются 3 наиболее загруженных; +
-  * 5 CRAC переводятся в резерв без потери эффективности охлаждения; +
-  * расчётная экономия — свыше **60 000 $ в год** для ЦОД среднего размера при цене электроэнергии 0,1 $/кВт·ч.+
  
 ===== Логика алгоритма реагирования ===== ===== Логика алгоритма реагирования =====
 <WRAP box round> <WRAP box round>
-**Сценарий работы по событиям сенсорной сети**+**Алгоритм работы по событиям сенсорной сети**
 <mermaid> <mermaid>
 flowchart TD flowchart TD
   classDef n font-size:20px,stroke-width:1px,padding:8px;   classDef n font-size:20px,stroke-width:1px,padding:8px;
-  S1["Показания сенсоров (T, P, расход)"]:::n --> C1{"Количество превышений порога < 1"}:::n +  S1["Показания сенсоров (температура, давление, расход)"]:::n --> C1{"Количество превышений порога < 1"}:::n 
-  C1 -- Да --> F["Завершить цикл, действий не требуется"]:::n +  C1 -- Да --> F["Нет действий — нормальная ситуация"]:::n 
-  C1 -- Нет --> C2{"2–4 превышения"}:::n+  C1 -- Нет --> C2{"2–4 превышения порога"}:::n
   C2 -- Да --> A1["Включить 1 ближайший CRAC"]:::n   C2 -- Да --> A1["Включить 1 ближайший CRAC"]:::n
   C2 -- Нет --> C3{"4–6 превышений"}:::n   C2 -- Нет --> C3{"4–6 превышений"}:::n
Строка 67: Строка 73:
 </WRAP> </WRAP>
  
-===== Критерии оптимальности ===== +===== Критерии оптимальности охлаждения ===== 
-Оптимальной считается ситуация, при которой: +Оптимальное состояние системы определяется следующими условиями: 
-  * температура возвратного воздуха одинакова во всех зонах зала;+  * температура возвратного воздуха одинакова во всех рядах стоек;
   * минимальное число активных CRAC обеспечивает требуемое охлаждение;   * минимальное число активных CRAC обеспечивает требуемое охлаждение;
   * не возникает локальных перегревов («горячих зон»);   * не возникает локальных перегревов («горячих зон»);
-  * давление под полом стабильно в пределах ±5 %.+  * давление под фальшполом стабильно в пределах ±5 % от расчётного.
  
-===== Практические результаты =====+<WRAP center> 
 +$$ U_{CRAC} \propto (T_{возврат} - T_{подача}) $$ 
 +</WRAP> 
 + 
 +**Расшифровка переменных:** 
 +^ Переменная ^ Определение ^ Единицы измерения ^ 
 +| \(U_{CRAC}\) | Коэффициент загрузки CRAC | — | 
 +| \(T_{возврат}\) | Температура воздуха на возврате (в заборе CRAC) | °C | 
 +| \(T_{подача}\) | Температура воздуха на выходе из CRAC | °C | 
 + 
 +===== Практические результаты эксперимента =====
 ^ Показатель ^ До внедрения управления ^ После внедрения ^ Изменение ^ ^ Показатель ^ До внедрения управления ^ После внедрения ^ Изменение ^
-| Среднее ΔT подачи/возврата | 3–4 °C | 12–13 °C | +250 % | +| Средняя разница температур подачи/возврата \(ΔT\) | 3–4 °C | 12–13 °C | +250 % | 
-| Давление под полом | 55 Па | 50 Па | −10 % |+| Давление под фальшполом | 55 Па | 50 Па | −10 % |
 | Количество активных CRAC | 8 | 3 | −62 % | | Количество активных CRAC | 8 | 3 | −62 % |
 | Средняя температура зала | 18 °C | 18,5 °C | +0,5 °C | | Средняя температура зала | 18 °C | 18,5 °C | +0,5 °C |
 | Энергопотребление системы охлаждения | 100 % | 65–70 % | −30–35 % | | Энергопотребление системы охлаждения | 100 % | 65–70 % | −30–35 % |
 +
 +===== Интерпретация и оценка энергосбережения =====
 +Энергия, сэкономленная при внедрении управления, определяется как:
 +
 +<WRAP center>
 +$$
 +E^{Savings}_{Cool} = \int_{t_1}^{t_2}
 +\left(
 +\frac{P_{RF}(t)}{COP(t=0)} -
 +\frac{P_{RF}(t)}{COP(t)}
 +\right) dt
 +$$
 +</WRAP>
 +
 +**Расшифровка:**
 +^ Переменная ^ Определение ^ Единицы ^
 +| \(E^{Savings}_{Cool}\) | Общая экономия энергии за период наблюдения | кВт·ч |
 +| \(P_{RF}(t)\) | Тепловая мощность, отводимая от серверов, во времени | кВт |
 +| \(COP(t)\) | Коэффициент эффективности в момент времени \(t\) | безразмерный |
 +| \(t_1, t_2\) | Начало и конец расчётного периода | ч |
  
 ===== Выводы ===== ===== Выводы =====
 <WRAP tip> <WRAP tip>
-  * Потенциал энергосбережения ЦОД при внедрении интеллектуального управления и режима свободного охлаждения — **до 30–40 %**.   +  * Потенциал снижения энергопотребления систем охлаждения — **до 40 %** при интеграции свободного охлаждения и адаптивного управления CRAC.   
-  * Наибольший эффект достигается в регионах с умеренным климатом.   +  * Эффективность особенно высока в регионах с умеренным климатом.   
-  * Использование сенсорной аналитики позволяет оптимизировать загрузку CRAC и чиллеров в режиме реального времени.   +  * Использование сенсорной сети позволяет поддерживать COP на оптимальном уровне и минимизировать холостую работу оборудования.   
-  * Автоматизация снижает эксплуатационные расходы и продлевает срок службы оборудования.   +  * Алгоритмы реагирования предотвращают перегрев и обеспечивают равномерность температурного поля.   
-  * Контроль качества воздуха и коррозии подтверждает безопасность использования наружного воздуха при корректной фильтрации.+  * Экономический эффект подтверждён экспериментально: около **60 000 $ в год** для ЦОД среднего масштаба.
 </WRAP> </WRAP>
  
topics/10/potential.1760292708.txt.gz · Последнее изменение: — admin