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淺析數據中心照明系統方案分析與應用

文章更新時間：2023-05-16　點擊量：246

摘要：數據中心是中國的主要用電者，其用電量約占全社會的2%。照明系統是數據中心耗電量高的主要部分。如果照明系統的能耗沒有得到有效的控制，數據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境。為了控制數據中心的能耗，本文以數據中心的照明系統為切入點，研究照明系統的不同照明方案(包括傳統照明系統、檢測照明系統和智能照明系統方案1和方案2)，并從多個角度比較照明系統的適用效果。*

關鍵字：智能照明系統；照明模式；數據中心

引言

隨著我國能源短缺問題的不斷惡化，數據中心照明系統容易造成能源浪費，降低其照明系統能源消耗逐漸引起社會關注。智能照明系統是一種基于多種先進手段的照明系統，可以科學地控制照明，降低照明系統產生的能源消耗，從而保證數據中心的整體效益。為提高智能照明系統的應用效果，應深入研究該系統，科學地構建智能照明系統，以滿足數據中心的照明需求，進而促進社會經濟的可持續發展。

一數據中心照明系統的不同方案

1傳統照明系統

傳統照明系統結合照明配電箱和照明開關控制燈具。在數據中心的機房中，燈具通常與機柜布局相結合，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，大多數工人在設置數據中心機房的照明時，都會選擇一個路燈共用斷路器和一個按鈕開關的設置。在傳統照明系統的照明配電箱中，總斷路器將控制房間內所有燈具的供電，按鈕開關和分支開關將控制一個或多個路燈。

2檢測照明系統

檢測照明系統可以在原有照明配電模式的基礎上引入相應的控制器和傳感器。檢測照明系統可以根據性質分為兩種模式: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燈具，通過設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的運行過程，因此需要通過按鈕控制燈具的開關。

3智能照明系統

智能照明系統可以充分結合網絡技術、傳感器技術和智能控制技術，深入挖掘不同技術的核心價值，從而控制照明燈具，全面提高節能效果，保證數據中心的整體效益。通過對市場的分析，我們可以發現，大多數成熟的智能照明系統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，可以持續為燈具供電，滿足其對電能的需求。PoE交換機接收信號后，設備將根據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。智能照明系統可以連接數據中心的動態環境監控系統，從而保證工作人員對基礎設施的統一管理。

在實際應用中，應綜合考慮后設置*低照度。如果機房內部沒有人，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換為正常值；在人員離開傳感器范圍后的1分鐘內，燈具的照度自動轉換為正常照度的1/5。

圖1.png

圖1智能照明系統方案1

方案2

智能照明系統方案2如圖2所示。方案2結合圖1智能照明系統方案1安全系統。在實際應用中，系統中的紅外攝像頭可以調查內部人員的移動信息，并發送可以打開燈具的信號。動態環境監控系統可以根據需要傳遞信號，使信號到達相應的控制箱。控制箱可以根據信號的具體內容打開相應區域的燈具；當人們不在該區域內移動時，控制箱將關閉該區域的燈具。智能照明系統利用數據中心現有系統的科學利用，為跨系統結合提供了更少的支持和更少的控制。

圖2.png

圖2智能照明系統方案2

二對不同方案的數據中心照明系統進行比較

照明系統在數據中心起著重要的作用，但一些工作人員對照明系統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，提高照明系統的科學性和合理性，實現能耗控制，本文對不同照明系統的應用進行了研究、分析和比較。數據中心的照明系統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，當供電出現故障時，仍然保持良好的工作狀態。在文章研究的案例中，四個機房的照明系統是2。

1供電方式

傳統照明系統、檢測照明系統和智能照明系統方案2均采用220V市電供電，但也存在差異。檢測照明系統中有控制器和傳感器。通過使用控制器和傳感器，可以保證照明系統的電源斷開。當緊急情況發生時，工作人員會手動控制照明電源。在智能照明系統方案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。

在智能照明系統方案1中，所有燈具都可以與相應的電源系統建立聯系，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系時，系統的各個部分將保持在管理范圍內，并成為綜合布線的一部分。

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

2復雜的設計程度

智能照明系統方案1有很多組成部分，主要包括管理平臺、網絡和傳感器，對設計要求高，復雜度高；智能照明系統方案2的構成主要包括安全和照明系統的聯動調試，更依賴安全系統的信號，調試操作難度更大；傳感器和控制器存在于檢測照明系統中，設計復雜度略高于傳統照明系統。傳統照明系統的結構簡單。

3施工難度

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

4調試難度

在調試難度方面，傳統照明系統的調試只需要測試照明燈具和強電線，難度*低；測試照明系統不僅需要測試強電線和燈具，還需要調試安裝位置，合理調整不同設備的相應參數，如傳感器的靈敏度；智能照明系統方案1調試測試弱電線路、傳感器功能、燈具等。智能照明系統方案2與安全系統建立聯系，因此智能照明系統很難調試。

5成本

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

6能耗

傳統的照明系統主要是手動打開或關閉燈具。如果工作人員在日常工作中忘記關閉燈具，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，傳感器將根據人員的移動信息打開照明系統。如果人員只在一個通道的基礎上移動，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分鐘后關閉。智能照明系統方案1可以將傳感器調整到正常傳感器。

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

三安科瑞智能照明監控系統介紹

1軟件介紹

數據中心人流較少，面積大，機房多，合理使用照明控制系統，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。

系統在配電箱內的模塊主要有總線電源、開關驅動器、IP網關、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。有人經過可以設定紅外感應控制亮燈，人離開后在設定的時間內熄燈，智能面板等手動控制設備，可實現自動控制、現場控制和值班室遠程控制相結合。