大型数据中心节能系统智能化建设与运维规范.docx

ICS35.240.01CCSL7011B3301浙江省杭州市地方标准DB3301/T04822024大型数据中心节能系统智能化建设与运维规范202472-31发布2025-01-31实施杭州市市场监督管理局发布本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由杭州市发展与改革委员会提出、归口并组织实施。本文件起草单位：浙江源创智控技术有限公司、杭州市质量计量科学研究院、杭州市特种设备检验科学研究院（杭州市特种设备应急处置中心）、浙江建科节能环保科技有限公司、浙江省建筑设计研究院有限公司、浙江大学、浙江省白马湖实验室有限公司、浙江工业大学工程设计集团有限公司、杭州杭钢云计算数据中心有限公司、杭州市消费者权益保护委员会秘书处（杭州国家电子商务产品质量监测处置中心）。本文件主要起草人：褚晓敏、胡斌、鲁程、李东洋、朱志坤、陈玲红、王洁、袁静、钱杰、宋晋、黄小光、程光钧、厉旭亮、吴恰恰、武燕燕、黄嘉骅、程恺翔、毛颖杰、刘丽芳。大型数据中心节能系统智能化建设与运维规范1范围本文件规定了数据中心节能系统智能化建设与运维的基本要求、内容及评价与改进等内容。本文件适用于大型数据中心（3000个以上标准机架规模）节能系统智能化的建设与服务。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB20052电力变压器能效限定值及能效等级GB/T24915合同能源管理技术通则GB/T28750节能量测量和验证技术通则GB/T32910.1数据中心资源利用第1部分：术语GB50034建筑照明设计标准GB50174数据中心设计规范GB50189公共建筑节能设计标准GB50243通风与空调工程施工质量验收规范GB50411建筑节能工程施工质量验收标准IPMVP2012国际节能效果测量和认证规程3术语和定义GB/T32910.1和GB50174界定的术语和定义适用于本文件。3.1数据中心datacenter由信息设备场地（机房），其他基础设施、信息系统软硬件、信息资源（数据）和人员以及相应的规章制度组成的实体。来源：GB/T32910.12017,2.13.2节能系统智能化intelligentenergy-savingsystem一套运用冷热回收、热平衡、智能控制等新技术对各种能量流进行智能平衡控制，达到能源的高效利用效果的一系列产品，可实现在满足数据中心能源需求的同时进行能源节约。3.3节能改造energysavingandretrofit根据节能诊断结果，围绕节能目标，针对用能设备、用能环节实施部分或系统改造（设计、施工、设备安装、调试）的活动。3. 4性能系数CoeffiCientofperformance空调器单位功耗所能获得的冷量。3. 5综合部分负荷性能系数integratedpartloadvalue表示冷水机组的部分负荷效率指标的数值，通过冷水机组部分负荷情况下的性能系数进行累积加权计算获得。4基本要求4,1基本原则4. 1.1.安全以人为本，确保在数据中心节能系统智能化建设与运维过程中人员的安全、设备的安全，预防事故的发生。4. 1.2环保在数据中心节能系统智能化建设与运维过程采取环保材料、环保措施等，保护和改善环境，减少污染物的排放，推动数据中心的可持续发展。4. 1.3节能数据中心节能系统智能化建设与运维旨在提高能源利用效率，减少能源消耗和温室气体排放，节能数据中心节能实践。4. 1.4适用充分考虑实际需求和技术水平，确保数据中心节能系统智能化设备或产品符合实际需求，具有实用性。4.2建设方案评估当新建数据中心实际负载率超过40%后名义工况制冷性能系数率指标高于L4、已建数据中心名义工况制冷性能系数率指标高于L6时，应进行节能系统智能化建设或改造。应根据数据中心节能诊断的结果，从技术可靠性、可操作性和经济性等方面进行综合分析评估，选取合理可行的节能系统智能化建设方案。4. 3工作职责4.1.1 在数据中心节能系统智能化建设中，数据中心运营方作为业主方，对节能系统智能化建设与服务方案进行审计与批准。4.1.2 节能系统智能化建设与服务方承担系统设计、实施、调试、运行维护等服务内容，并对数据中心运营方的节能效果负责。4.1.3 节能系统智能化建设与服务方应具备节能项目实施经验、专业人员资质证书，并具备节能技术创新能力能针对不同的数据中心的实际情况出具高效节能解决方案。5节能系统智能化建设5. 1智能化建设基本要求5.1.1 节能系统智能化建设或改造前，节能系统智能化建设单位应编制数据中心节能系统智能化建设规划方案，明确建设目标、总体框架、建设内容、运营和管理、实施计划。5.1.2 节能系统智能化建设前应评估数据中心当前的能耗利用水平，明确系统建设或改造的具体目标，包括冷源系统、输配系统、空调末端、给排水系统、供配电系统、照明系统等。5.1.3 对数据中心的冷源系统、输配系统、空调末端系统进行改造时，各系统的配置应相互匹配。5.1.4 对数据中心的冷源系统、输配系统、空调末端系统进行改造时，应采用智能控制系统做节能优化管控。5. 1.5节能改造的施工和调试应符合GB50411、GB50243的相关规定。5.2 系统架构5 .2.1数据中心节能系统架构符合下列规定：a）建设或改造宜满足数据中心信息化应用的需求，包括数据互通、远程监视与控制等；b）宜具备灵活部署能力，满足数据中心信息化系统的后续扩展应用。6 .2.2数据中心宜单独配置水电气暖等计量表具，数据中心节能系统应包括冷源系统、输配系统、空调末端、给排水系统、供配电系统、照明系统和节能管控平台等内容，系统架构见图Io图1数据中心节能系统智能化架构图5.3 用能系统配置要求5.3.1冷源系统5. 3.1.1应优先考虑利用自然冷源，利用自然冷源的数据中心，其全年自然冷源使用时间宜不低于3000小时。5.3. 1.2在不更换冷机机组，仅改造冷却系统、水泵系统时，改造后宜提高供水温度、加大供回水温差。5.3.1.3更换冷源设备时，应结合全面各负荷段的运行时长，选择设备的性能系数、综合部分负荷性能系数不应低于GB50189的相关要求，杭州地区数据中心冷源设备的性能系数、综合部分负荷性能系数见表Io表1夏热冬冷地区冷源设备性能系数及综合部分负荷性能系数要求类型名义制冷量(kW)夏热冬冷地区性能系数(W/W)综合部分负荷性能系数水冷活塞式/涡旋式名义制冷量W5284.25.05螺杆式名义制冷量W5284.85.55528V名义制冷量W11635.25.90名义制冷量11635.66.30离心式名义制冷量W11635.35.451163V名义制冷量W21105.65.75名义制冷量21105.96.20风冷或蒸发冷却活塞式/涡旋式名义制冷量W502.73.20名义制冷量502.93.40螺杆式名义制冷量W502.93.10名义制冷量503.03.205.3.1.4冷水机组、水泵和冷却塔等电机设备为定频时，宜在原设备上增加变频装置。5.3.1.5对于水泵、冷却塔等电机设备，应充分利用备用设备，通过主备并联工作的方式，降低单设备电机运行频率。5. 3.1.6冷源系统应配备智能控制系统，实现制冷量的实时调节，动态匹配冷量需求。宜采用具备1:1热备冗余功能的控制系统，提高系统可用性。5.3. 1.7冷源系统配备的智能控制系统，应具备电机设备的故障诊断能力，在电机设备出现故障后，应能触发告警信息，并自动启用备用电机设备。5.4. 1.8冷源系统宜配备蓄冷罐，纳入智能控制系统的管控，当冷水机组故障时，由智能控制系统启用蓄冷罐作为应急响应。5.3.1.9冷源系统配备的智能控制系统，应采用标准的、开放的数据接口实现同第三方设备或软件平台的对接。5.3.1.10冷源系统配备的智能控制系统，在涉及修改冷水机组、水泵、风机等用电设备运行参数时，应做好保护措施。5.3.2输配系统5.3.2.1原系统水泵选型标称流量超过实际使用最大流量范围40%以上，或标称扬程超出实际使用最大扬程需求30%以上时，宜更换设备或增加水泵变速控制装置。5.3.2.2水泵、风机、冷却塔进行更新时，宜采用变频控制。5.3.2.3宜增加平衡阀保障系统最不利点的冷量供应。5.3.3空调末端5.3.3.1主机房宜采用湿膜加湿。5.3.3.2超过设计使用年限或静压超过设计范围30%以上的空调末端机组应及时进行更新。5.3.3.3在满足机房制冷量前提下，应变频调节风机风量、调节水阀开度。5.3.4给排水系统5.3.4.1冷源系统应设置冷却水补水存储装置，宜采用自动补水控制系统。5.3.4.2 机房加湿用水，宜独立设置一套加湿补水系统。5.3.4.3 当给水系统的管网漏损率超过12%时，应对给水管网进行排查，更换有损坏、漏水情况的管道。5.3.4.4 宜采用绿色、环保的技术措施减少数据中心冷却水的排污量。5.3.5供配电系统5.3.5.1应结合实际负荷情况和扩容需求，合理调整供配电系统，包括变压器、配电线路和设备容量。5.3.5.2 应结合工艺布局，使改造后的变电所/柴油发电机等电源尽可能深入负荷中心安装，减少配电回路损耗。5.3.5.3 更换或新增的变压器应选用节能型干式变压器，能效等级应不低于GB20052中的能效二级标准。5.3.5.4 当电源质量允许时，宜采用高效率、模块化的智能不间断电源，使用经济智能休眠模式，使不间断电源运行在经济状态下。5.3.5.5 更换或新增的变频设备应采用低谐波含量的设备；未更换的不间断电源、变频器等设备，其谐波电流畸变率大于15%时，应进行谐波治理，治理设备宜靠近谐波发生端。5.3.5.6 配电系统的三相不平衡度大于15%时，应调整单相配电回路，以达到三相负荷平衡。5.3.5.7 条件许可时，可将电子信息设备的供电回路改造为部分或全部直流供电。5.3.5.8 应对电子设备的实际用电量及其电源系统的配置容量、冗余度进行核算，在满足安全性的前提下对其进行改造，使电源设备处于转换率较高的负载率区间。5.3.6照明系统5.3.6.1节能改造时，应对原回路容量进行校核，应符合GB50034中规定的照度5001x,统一眩光值标准光照均匀度低于19等要求。主机房和辅助区内的主要照明光源宜采用发光二极管(LED)灯。主机房和辅助区一般照明的照度标准值应按照3001x5001x设计，一般显色指数不宜小于80。5.3.6.2 当公共照明采用就地控制方式时，应设置声控或延时等感应功能；当公共区域照明采用集中监控系统时，宜根据照度自动控制照明。5.3.6.3 节能改造时，照明配电回路应配合节能系统智能化建设要求实现分区、分回路设置。5.3.6.4 应充分利用自然光，宜采用各类反光导光装置。5.3.7冷源系统、输配系统、空调末端、给排水系统、供配电系统和照明系统应配备智能化控制系统，应采用模拟量、开关量标准信号或标准通讯协议实现感知和自动控制。5.3.8节能管控平台应具备数据采集、通讯、存储等功能，宜采用标准通讯协议和接口对接冷源系统、输配系统、空调末端、给排水系统、供配电系统、照明系统。数据应用上应包括用能统计、能源报告、远程监管、人工智能(AI)算法、设备监控、异常告警、控制策略和机理模型等软件模块。5.4控制系统5.4.1数据中心智能化控制系统应具备高可靠性，平均无故障工作时间应高于5万小时；宜针对冷源系统等关键设施配置具有热备冗余功能的智能化控制系统。5.4.2数据中心智能化控制系统应具备可扩展性，系统应能够支持扩容，包括传感设备的增加、执行设备的增加以及通讯节点的增加；宜支持不停机扩容，避免扩容过程对业务的扰动。5.4.3数据中心智能化控制系统应具备可编程性，支持控制工艺的调整和优化；系统投运后宜预留不低于20%的程序存储和运行空间。5.4.4数据中心智能化控制系统应具备互操作性，应支持标准通讯协议，如串行通信协议(MODBUS)>楼宇自控网络数据通讯协议(BACnet),用于过程控制的对象链接与嵌入(OPC)等，以便与不同厂商的设备和系统进行对接。5.4.5数据中心智能化控制系统应具备可维护性，系统应采用模块化设计，使得各个功能模块可以独部署和测试；各模块宜独立实现特定功能，便于故障隔离和维护替换。5.4.6数据中心智能化控制系统应具备环境适应性，能够适应不同的环境条件，如温度、湿度、通风等，确保在各种环境下都能稳定运行。宜采用宽温设计，支持-2(C至60。C环境温度下运行；宜具备抗电磁干扰能力，不低于电磁兼容性(EIeetrOnlagnetiCCompatibility)二级B等要求。5.4.7数据中心智能化控制系统应具备高精度特性，模拟量输入信号，如温度，压力等采集精度应达到5%。，宜达到2%。；模拟量输出信号，如阀门开度、转速等控制精度应达到5%。，宜达到2%。5.4.8数据中心智能化控制系统应具备安全特性，应采用物理隔离的网络，实现物理安全隔离。宜支持用户授权访问机制，使用防火墙、加密技术等保障信息安全。5.5节能管控平台5.5.1 在数据中心节能系统智能化建设中，宜搭建节能管控平台，实现用能数据的采集、统计和分析，完成各系统之间的数据通讯与远程控制，实现系统建设后的便捷运维。5.5.2 节能管控平台应对信息设备、冷热源、输配系统和照明等各部分能耗应进行独立分项计量，并设立能耗在线监测平台。5.5.3 节能管控平台应能够监测和控制各区域的温度、露点温度或相对湿度等环境参数，当环境参数超出设定值时，应报警并记录。5.5.4 数据中心节能建设完成后，节能管控平台应具备对各子系统的运行过程记录功能，应根据冷源系统的运行记录，进行整个自然年的供冷负荷的分析和计算，通过对数据进行分析，优化机房的能源利用率，提高节能效果，可进行节能设备、系统运行状况的综合评估，得出数据中心能源使用效率情况。5.5.5 节能管控平台应具备显示、记录、控制、报警、提示及趋势和能耗分析功能，并基于智能化策略进行动态控制各类基础设施系统和设备，宜运用数字化技术手段进行实时诊断分析，提出优化能源管理建议。5.5.6 节能管控平台应具备对各子系统用能数据的统计和分析功能，应自动生成能源利用率报表，宜提供能源利用率提升建议。5.5.7 鉴于数据中心信息安全的要求，节能管控平台应采用本地化部署方式。5.5.8节能管控平台应具备可扩展能力，可通过扩容升级的方式部署Al算法、更新节能控制策略，来实现各子系统的智能节能应用。5.5.9节能管控平台应采用标准、开放接口，可对第三方子系统进行互联互通。5.5.10节能管控平台宜采用统一系统平台，利用集散或分布式网络结构及现场总线控制技术，支持各种传输网络和多级管理。5.5.11节能管控平台宜在核心设备区及高密设备区设置机柜微环境监控，并应依据环境温度等参数动态调节空调系统状态。6系统运维要求6.1基本要求6.1.1 运维服务以能源管理、设备管理、信息化管理和三维空间管理等模块的智慧运维平台为运维工具，提供具备运行、维护、诊断和管理功能的数字智慧运维一体化方案，提高运维效果，实现运维服务质量的整合提升。6.1.2 数据中心节能系统智能化运行维护应建立运维体系和运维流程，使运维工作顺利进行，保障节能系统正常运行，达到舒适、安全、节能、低碳的目标。6.1.3 运维工作应包括系统运行、系统维护、系统维修、系统完善等工作内容。数据中心节能系统智能化运行维护过程中，应建立保障系统正常运行的管理制度和技术规定，包括运维组织、运维范围、运维流程、运维技术要求、运维反馈、运维优化等。6.1.4 运维人员应具备相应的专业知识和技能，如节能系统操作管理、高能耗区域诊断、软件图表分析等技能，熟悉节能系统的工作原理和操作流程。6.1.5 建立完善的运维管理制度，包括值班制度、巡检制度、维修制度等。6.1.6 配备必要的检测工具和维修设备。6.2服务内容定期对节能设备（如节能灯具、节能空调、节能电机等）的性能进行检测，包括能耗指标、运行效率、输出功率等，确保其在规定的参数范围内正常运行。6.2.2 数据记录与分析详细记录能源消耗数据、设备运行时间、环境参数等，通过数据分析发现潜在的节能优化点和可能出现的故障趋势。6.2.3 维护计划与执行制定定期的维护保养计划，包括设备清洁、部件更换、系统调试等，按照计划严格执行，并做好维护记录。6.2.4 故障处理流程建立明确的故障报告、诊断和修复流程，确保故障能够及时被发现和解决，减少因设备故障导致的能源浪费。6.2.5 2.5人员培训与资质运维人员应接受专业的节能技术培训，熟悉系统操作和维护要点，具备相应的资质和技能。6.2.6能效评估定期对节能系统的整体能效进行评估，对比预期目标和实际效果，以便及时调整运维策略和措施。6.2.7安全管理确保节能系统的运行符合相关安全标准，防止因节能措施导致的安全隐患。6.2.8环境适应考虑环境因素（如温度、湿度、灰尘等）对节能设备的影响，采取相应的防护和调整措施。6.2.9软件与控制系统更新及时更新节能系统的控制软件和算法，以适应不断变化的运行条件和节能要求。6.2. 10合规性检查确保节能系统的运维符合国家和地方的能源法规、环保要求以及相关标准。6.3. 11运维文档管理建立运维档案，包括设备清单、运行记录、维修记录、能源数据等。定期对运维文档进行整理和归档，为系统的优化和改进提供依据。6.4. 能量核定6.4.1 3.1节能量核定原则与方法：节能量核定方案应依据GB/T24915和IPMVP2012的要求，满足其准确性、完整性、保守性、一致性、相关性、透明性的原则。节能量核定方法可参照IPMVP2012方案A隔离改造部分（测量关键参数）、方案B隔离改造部分（测量所有参数）、方案C整个耗能设施、方案D经校准的模拟四种测量方法，根据不同的管理目标进行方案选择。6.4.2 测量与验证服务应根据合同约定，可委托第三方检测机构进行测量与验证，第三方检测机构应具备相关的资格，包括应具备建筑节能领域相关的专业团队、应持有国家认可的相关节能检验资质证书或认证。6.4.3 测量与验证的内容应满足GB/T28750的要求，并贯穿节能改造服务的全过程。6.4.4 测量与验证单位应制定节能量测量与验证计划，按照设计方案对设备和系统进行测试，能耗基准及节能量的调整可按照GB/T28750的规定进行。6.4.5 在完成设备和系统测量并对数据进行验证达到可信度后，测量与验证单位应提交节能量测量与验证报告，并提交原始测试记录、测试数据调整方法等文件。6. 4能效指标6.1.1 结合数据中心能效指标的可测量性、可比较性和可优化性，本标准选择能源使用效率、局部能源使用效率、制冷/供电负载系数和可再生能源利用率等四类能效指标，作为数据中心能效测评的基本指标。6.1.2 数据中心的总耗电是维持数据中心正常运行的所有耗电，包括前述IT设备、制冷设备供配电系统和其他设施的耗电的总和。如果数据中心所在建筑同时用于办公等其他用途，则办公等所消耗的电能不包括在数据中心总耗电中。7评价与改进7. 1一般要求7.1.1 数据中心节能系统智能化建设后，数据中心运营方应根据节能设计要求，进行节能设备、系统的验收与评价。7.1.2 能源管理体系绩效评价应主要关注组织所建立的能源管理体系与相关标准要求的符合程度，组织开展能源管理体系策划、实施、检查和改进工作的有效性，组织实施能源管理体系后取得的能源绩效的量化指标是否达到预期目标等方面。7.1.3 能源管理体系绩效评价主要体现在能源管理绩效的定性评价和能源绩效的定量评价两个方面。7. 2评价内容7. 2.1节能系统智能化建设与服务综合评估报告内容应包括：a）改造前、后的概况；b）综合节能诊断及节能改造判定的结论、审批意见；C）节能改造设计的主要措施及施工总结；d）节能设备、系统运行状况的评估结果；e）改造后数据中心的名义工况制冷性能系数率；f）服务质量评价结论。7.2.2对于数据中心能源目标与能源指标、能源绩效参数的评价，应至少包括以下内容：a）建立完备的多层次能源绩效参数系统包括：总体指标、重点工序和设备、设施指标；b）依托能源绩效参数，制定多层级的能源目标、能源指标，并正式下发；C）确立与能源绩效参数相对应的能源基准，可行时收集能源标杆，以有效评估两者差距，作为中长期能源目标的参考；d）年度能源目标的制定，充分考虑了可采取措施可能带来的绩效；e）定期统计监测能源目标、能源指标完成情况，对异常情况分析原因、采取措施；f）建立能源目标、指标的完成情况与个人利益挂钩的奖惩机制；g）建立内部节能奖励机制，对突出贡献的单位、个人进行奖励；h）制定可以支撑能源目标、指标实现的措施。7.2.3 节能系统智能化建设与服务方应组织数据中心运营方、第三方检验机构等开展服务质量评价工作。评价的方式主要包括企业自我评价、行业组织评价和社会评价。7.2.4 节能系统智能化建设与服务方应根据自评自查、监督评价、投诉反馈等信息，分析问题的原因并制定相应的预防措施，实现系统服务持续改进。