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淺析數(shù)據(jù)中心照明系統(tǒng)方案分析與應用

文章更新時間：2023-05-16　點擊量：289

摘要：數(shù)據(jù)中心是中國的主要用電者，其用電量約占全社會的2%。照明系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心耗電量高的主要部分。如果照明系統(tǒng)的能耗沒有得到有效的控制，數(shù)據(jù)中心的運維成本會增加，甚至在情況嚴重的情況下會破壞環(huán)境。為了控制數(shù)據(jù)中心的能耗，本文以數(shù)據(jù)中心的照明系統(tǒng)為切入點，研究照明系統(tǒng)的不同照明方案(包括傳統(tǒng)照明系統(tǒng)、檢測照明系統(tǒng)和智能照明系統(tǒng)方案1和方案2)，并從多個角度比較照明系統(tǒng)的適用效果。*

關(guān)鍵字：智能照明系統(tǒng)；照明模式；數(shù)據(jù)中心

引言

隨著我國能源短缺問題的不斷惡化，數(shù)據(jù)中心照明系統(tǒng)容易造成能源浪費，降低其照明系統(tǒng)能源消耗逐漸引起社會關(guān)注。智能照明系統(tǒng)是一種基于多種先進手段的照明系統(tǒng)，可以科學地控制照明，降低照明系統(tǒng)產(chǎn)生的能源消耗，從而保證數(shù)據(jù)中心的整體效益。為提高智能照明系統(tǒng)的應用效果，應深入研究該系統(tǒng)，科學地構(gòu)建智能照明系統(tǒng)，以滿足數(shù)據(jù)中心的照明需求，進而促進社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

一數(shù)據(jù)中心照明系統(tǒng)的不同方案

1傳統(tǒng)照明系統(tǒng)

傳統(tǒng)照明系統(tǒng)結(jié)合照明配電箱和照明開關(guān)控制燈具。在數(shù)據(jù)中心的機房中，燈具通常與機柜布局相結(jié)合，排列在冷通道和熱通道上。通常，考慮到照明燈具的控制和路線要求，大多數(shù)工人在設(shè)置數(shù)據(jù)中心機房的照明時，都會選擇一個路燈共用斷路器和一個按鈕開關(guān)的設(shè)置。在傳統(tǒng)照明系統(tǒng)的照明配電箱中，總斷路器將控制房間內(nèi)所有燈具的供電，按鈕開關(guān)和分支開關(guān)將控制一個或多個路燈。

2檢測照明系統(tǒng)

檢測照明系統(tǒng)可以在原有照明配電模式的基礎(chǔ)上引入相應的控制器和傳感器。檢測照明系統(tǒng)可以根據(jù)性質(zhì)分為兩種模式:手動模式和自動模式。在實際應用中，如果控制器處于自動模式，傳感器將接收信號，控制器將在接收信號后選擇是否打開燈具。工作人員不需要按鈕開關(guān)燈具，通過設(shè)置控制器和傳感器的邏輯控制燈具[1]。如果控制器處于手動模式，傳感器將無法參與照明系統(tǒng)的運行過程，因此需要通過按鈕控制燈具的開關(guān)。

3智能照明系統(tǒng)

智能照明系統(tǒng)可以充分結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)和智能控制技術(shù)，深入挖掘不同技術(shù)的核心價值，從而控制照明燈具，全面提高節(jié)能效果，保證數(shù)據(jù)中心的整體效益。通過對市場的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)成熟的智能照明系統(tǒng)都具有工作模式管理、能源管理和遠程操作等多種功能，應用效果良好。

方案1

智能照明系統(tǒng)的解決方案1如圖1所示。該解決方案1使用PoE交換機將能量輸送到傳感器。在傳感器傳輸和檢測信號的過程中，可以持續(xù)為燈具供電，滿足其對電能的需求。PoE交換機接收信號后，設(shè)備將根據(jù)自己的工作模式對燈具進行科學的控制，對所有燈具的運行信息進行存儲和分析，并實施閾值報警。智能照明系統(tǒng)可以連接數(shù)據(jù)中心的動態(tài)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，從而保證工作人員對基礎(chǔ)設(shè)施的統(tǒng)一管理。

在實際應用中，應綜合考慮后設(shè)置*低照度。如果機房內(nèi)部沒有人，將照度控制在正常照度的1/5。；當人員進入傳感器范圍時，應確保燈具的照度轉(zhuǎn)換為正常值；在人員離開傳感器范圍后的1分鐘內(nèi)，燈具的照度自動轉(zhuǎn)換為正常照度的1/5。

圖1.png

圖1智能照明系統(tǒng)方案1

方案2

智能照明系統(tǒng)方案2如圖2所示。方案2結(jié)合圖1智能照明系統(tǒng)方案1安全系統(tǒng)。在實際應用中，系統(tǒng)中的紅外攝像頭可以調(diào)查內(nèi)部人員的移動信息，并發(fā)送可以打開燈具的信號。動態(tài)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)需要傳遞信號，使信號到達相應的控制箱?？刂葡淇梢愿鶕?jù)信號的具體內(nèi)容打開相應區(qū)域的燈具；當人們不在該區(qū)域內(nèi)移動時，控制箱將關(guān)閉該區(qū)域的燈具。智能照明系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)中心現(xiàn)有系統(tǒng)的科學利用，為跨系統(tǒng)結(jié)合提供了更少的支持和更少的控制。

圖2.png

圖2智能照明系統(tǒng)方案2

二對不同方案的數(shù)據(jù)中心照明系統(tǒng)進行比較

照明系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心起著重要的作用，但一些工作人員對照明系統(tǒng)的重要性沒有正確的認識。為了幫助工作人員正確認識照明系統(tǒng)，提高照明系統(tǒng)的科學性和合理性，實現(xiàn)能耗控制，本文對不同照明系統(tǒng)的應用進行了研究、分析和比較。數(shù)據(jù)中心的照明系統(tǒng)主要包括日常照明和應急照明。其中，日常照明可以利用市電供電；應急照明可以利用自己的備用電源，當供電出現(xiàn)故障時，仍然保持良好的工作狀態(tài)。在文章研究的案例中，四個機房的照明系統(tǒng)是2。

1供電方式

傳統(tǒng)照明系統(tǒng)、檢測照明系統(tǒng)和智能照明系統(tǒng)方案2均采用220V市電供電，但也存在差異。檢測照明系統(tǒng)中有控制器和傳感器。通過使用控制器和傳感器，可以保證照明系統(tǒng)的電源斷開。當緊急情況發(fā)生時，工作人員會手動控制照明電源。在智能照明系統(tǒng)方案2中，配電箱可以用于燈具，控制模塊可以增加，以確保燈具處于正常工作狀態(tài)。

在智能照明系統(tǒng)方案1中，所有燈具都可以與相應的電源系統(tǒng)建立聯(lián)系，并使用交換機達到正常供電的目的。當管理主機的電源與交換機建立聯(lián)系時，系統(tǒng)的各個部分將保持在管理范圍內(nèi)，并成為綜合布線的一部分。

除了智能照明系統(tǒng)方案1之外，所有其他系統(tǒng)都可以通過UPS(市電用于日常照明)供電，顯著提高了供電系統(tǒng)的復雜性；在智能照明系統(tǒng)方案1中，用于應急和日常生活的照明可以通過UPS供電。供電系統(tǒng)并不復雜，但UPS的容量足夠大。

2復雜的設(shè)計程度

智能照明系統(tǒng)方案1有很多組成部分，主要包括管理平臺、網(wǎng)絡(luò)和傳感器，對設(shè)計要求高，復雜度高；智能照明系統(tǒng)方案2的構(gòu)成主要包括安全和照明系統(tǒng)的聯(lián)動調(diào)試，更依賴安全系統(tǒng)的信號，調(diào)試操作難度更大；傳感器和控制器存在于檢測照明系統(tǒng)中，設(shè)計復雜度略高于傳統(tǒng)照明系統(tǒng)。傳統(tǒng)照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單。

3施工難度

在施工難度方面，智能照明系統(tǒng)方案1可以保持在綜合布線范圍內(nèi)。正式應用時，可根據(jù)具體情況合理使用布線橋，施工難度較低；方案2的施工難度與傳統(tǒng)照明系統(tǒng)相似，均不高；考慮到檢測照明系統(tǒng)的特點，控制器和信號線的合理設(shè)置和連接將配電箱連接起來，檢測照明系統(tǒng)的施工難度明顯高于其他系統(tǒng)。

4調(diào)試難度

在調(diào)試難度方面，傳統(tǒng)照明系統(tǒng)的調(diào)試只需要測試照明燈具和強電線，難度*低；測試照明系統(tǒng)不僅需要測試強電線和燈具，還需要調(diào)試安裝位置，合理調(diào)整不同設(shè)備的相應參數(shù)，如傳感器的靈敏度；智能照明系統(tǒng)方案1調(diào)試測試弱電線路、傳感器功能、燈具等。智能照明系統(tǒng)方案2與安全系統(tǒng)建立聯(lián)系，因此智能照明系統(tǒng)很難調(diào)試。

5成本

就成本而言，智能照明系統(tǒng)方案1的成本是傳統(tǒng)照明系統(tǒng)的2～三倍；檢測照明系統(tǒng)的成本大約是傳統(tǒng)照明系統(tǒng)的1.5倍；智能照明系統(tǒng)方案2的成本與傳統(tǒng)照明系統(tǒng)大致相同。

6能耗

傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)主要是手動打開或關(guān)閉燈具。如果工作人員在日常工作中忘記關(guān)閉燈具，所有的燈具都會長時間保持打開，造成嚴重的能源浪費。檢測照明系統(tǒng)可以通過傳感器控制電路。在日常工作中，如果工作人員進入通道，傳感器將根據(jù)人員的移動信息打開照明系統(tǒng)。如果人員只在一個通道的基礎(chǔ)上移動，亮起的照明電路將保持在一個；當人員離開感知范圍時，電路將在1分鐘后關(guān)閉。智能照明系統(tǒng)方案1可以將傳感器調(diào)整到正常傳感器。

通過對不同照明系統(tǒng)的能耗進行分析，可以發(fā)現(xiàn)檢測照明系統(tǒng)的平均每月用電量為57.42kW?！；智能化照明系統(tǒng)方案2月平均用電量為55kW·h；智能照明系統(tǒng)方案1具有很強的優(yōu)化價值。采取優(yōu)化措施后，照明系統(tǒng)的能耗會降低。如果系統(tǒng)在實際工作中設(shè)置為“人來燈亮，人走燈滅"的照明模式，系統(tǒng)的平均月用電量為25kW?！。

三安科瑞智能照明監(jiān)控系統(tǒng)介紹

1軟件介紹

數(shù)據(jù)中心人流較少，面積大，機房多，合理使用照明控制系統(tǒng)，通過感應控制做到人來燈亮，人走燈滅或保持地強度照明，盡量解決照明用電。

系統(tǒng)在配電箱內(nèi)的模塊主要有總線電源、開關(guān)驅(qū)動器、IP網(wǎng)關(guān)、耦合器、干接點輸入模塊等。這些模塊使用35mm標準導軌安裝。

安裝在控制現(xiàn)場的模塊主要有光照度傳感器、紅外傳感器和智能面板。有人經(jīng)過可以設(shè)定紅外感應控制亮燈，人離開后在設(shè)定的時間內(nèi)熄燈，智能面板等手動控制設(shè)備，可實現(xiàn)自動控制、現(xiàn)場控制和值班室遠程控制相結(jié)合。