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浅谈机房智能照明系统的设计与应用安科瑞蒋超萍
  • 发布日期:2020-08-25      浏览次数:63
    •  蒋超萍

      江苏安科瑞电器制造有限公司 江苏江阴214405

      摘要:基于传统机房照明系统控制简单、照度不足和灯具布局不合理等问题,提出了智能照明系统改造建议。将照明系统分为视频照明模式、工作模式、手动模式和应急照明模式。根据实际工程案例,从实用性及安全性、可靠性及安全性、可维修性、年耗电量、年使用电费、年维护费、碳排放量以及回收期等方面,分析采用智能照明系统前后的经济效益,探析智能照明系统在机房应用的可行性,为建设绿色节能机房提供参考。

      关键词:智能照明;工作模式;经济效率;绿色节能机房

       

      0、引言

      随着IT技术的飞速发展和网络信息化时代的到来,云计算在全球范围内大规模发展,但其高能耗、高费用、高污染等问题日益突出。机房用电主要包括照明用电、设备动力用电和空调用电三部分,其中设备动力用电和空调用电相是一种刚性需求。如果要减少机房能耗开销和碳排放量,应从照明用电着手。由于老旧机房的照明系统为建设初期设计,因此后期机房使用和设备安装过程中存在以下几方面问题:(1)照明系统控制方式简单,而机房灯具因视频照明需要24h开启,造成电量浪费严重;(2)照度不足,即机房中安装了空调送风管路,使机房中上面一排的照明灯几乎被完全遮挡,下面一排的照明灯在风管与设备之间,光线有50%被遮挡;(3)部分灯具设置于设备上方,给通信设备安全运行带来隐患;(4)灯具布局不合理,机房看起来杂乱无章。本文基于传统机房照明系统控制简单、照度不足以及灯具布局不合理等问题,提出了智能照明系统改造建议。将照明系统分成视频照明模式、工作模式、手动模式和应急照明模式。通过实际工程案例,从实用性及安全性、可靠性及安全性、可维修性、年耗电量、年使用电费、年维护费、碳排放量和回收期等方面,分析采用智能照明系统前后的经济效益,探析智能照明系统在机房应用的可行性。

       

      1、智能照明控制方式研究分析

      根据现有的机房照明使用技术要求及实际使用需要,将照明系统分为四种工作模式,即视频照明模式、工作模式、手动模式和应急照明模式。

      1.1视频照明模式智能控制

      为了满足机房中监控系统的需求,视频照明需保证机房24h不间断照明,确保监控系统能够实施观察机房设备及安全状况[3]。为了满足机房视频照明的工作需求,在机房中设计了独立的视频照明系统(约为照明系统的1/10),使用轮换模式进行工作,而轮换时间可以任意设计(0~999h)。正常工作状态下,视频照明系统中只有1/2或1/3的灯具工作。该工作模式的优点如下:(1)节约了不低于50%的能源;(2)延长了灯具的使用寿命;(3)降低了照明系统故障率,提高了机房设备运行的可靠性。视频照明模式智能控制系统如图1所示。

      1.2工作照明模式智能控制

      由于视频照明的存在,因此机房中的亮度完全可以满足一般安全xun视或日常检查的需求。如果人员有在现场工作,工作人员到达工作区域后,该区域的灯具会自动开启(为了确保有足够的亮度,一般选用双管日光灯)。工作完成后,人员离开120s(时间空调)后,灯具会自动关闭,实现人来灯亮,人走灯灭。该控制方式具有以下优点。(1)节约了不低于原系统80%的能源;(2)延长了灯具的使用寿命;(3)降低了照明系统故障率,提高了机房设备运行的可靠性。工作照明模式智能控制系统如图2所示。

       

       

      图1视频照明模式智能控制系统

       

       

      图2工作照明模式智能控制系统

      1.3手动工作照明模式智能控制

      智能照明系统中,手动控制的优先级高。如果有大型检修、割接、检查等活动,需要机房的灯具全部开启,此时只需达到手动功能即可。同时,为了防止智能系统发生整体或局部故障,其他意外因素导致智能失灵,可以使用手动控制功能开启机房中任意区域的灯具。(1)使用手动功能时,所有的自动控制系统均被切除;(2)智能控制系统发生故障时,系统会自动将机房的照明系统局部或全部切换到手动开启状态。

      1.4应急照明模式智能控制

      应急照明系统是机房消防和安全的保证。机房开启应急照明时,照度需不小于100lx,确保停电或消防报警时,人员及设备能够稳定工作。正常工作时,应急照明系统不工作(单管荧光灯为备用状态;双管荧光灯的一支灯管为备用状态,另一支为正常工作状态),防止因过度使用造成故障。为确保应急照明系统能满足现场工作需求,一般选用双管荧光灯。应急电源的引入方式有两种,即荧光灯自带应急电源和由电力机房UPS供电。

       

       

      2、机房智能照明经济效益分析

      以某网管机房为例,其装设双管灯具520套(1040支灯管),灯具处于常亮状态(24h工作制)。普通明(T8)灯具双管输入功率为85W(灯管40W×2,整流器损耗5W),单位电价0.575元/(kW·h),100kW·h电=78.5kg碳排放量。假设有以下几种条件。

      一,普通照明。灯具每天工作24h,灯管使用寿命按5000h计算,需每8个月更换全部灯管,平均年更换灯管费用(每个T8系列40W灯管按10元计算);整流器使用寿命按10000h计算,每3年更换一批,每年更换整流器费用(每个整流器按24元计算)。二,LED智能照明。灯具每天工作24h,LED灯管使用寿命按8000h计算,需每60个月更换全部灯管;整流器使用寿命按10000h计算,每5年更换一批,每年更换整流器费用(每只整流器按30元计算)。三,智能照明系统改造费用约129万元,主要包括智能照明控制系统、照明电源及控制系统、应急回路含蓄电池装置及控制、LED灯具及应急组件、电源控制、保护及线缆、安装及人工费和软件及调试等费用[6-7]。照明系统经济效益分析涉及实用性与安全性、可靠性与安全性、可维修性、年耗电量、年使用电费和年维护费等。采用智能照明系统前后的经济效益分析如表1所示。

       

      3安科瑞智能照明控制系统

      安科瑞Acrel-Bus智能照明控制系统,是基于KNX总线技术设计的控制系统。KNX总线技术起源于欧洲,是在EIB、Batibus和EHS这三种住宅和楼宇的总线控制技术上发展起来的,其中EIB(EuropeanInstallationBus,欧洲安装总线)是该总线技术的主体。Acrel-Bus智能照明控制系统采用标准的2×2×0.8EIBBUS总线(即KNX总线)作为总线线缆,将所有的智能照明控制模块连接到一起并组成一套完整的控制系统,即可实现照明灯具的远程集中控制,又可实现就近控制功能。该系统理论连接控制模块数量达58000多个。安科瑞智能照明控制产品种类齐全,方案完善。用户可通过控制面板、人体感应、照度感应、微波感应、上位机系统、触摸屏、手机、平板端等多种控制终端实现灵活多样的智能化控制,特别适合于各类智能小区、医院、学校、酒店,以及体育场所、机场、隧道、车站等大型公建项目的照明系统

       

       

      产品介绍及选型

      序号

      产品分类

      型号及对应名称

      主要功能

      1

      电源

      ASL100-P640/30

      总线电源模块,为KNX/EIB系统标准供电电源,该模块可为与其在同一支线上的其他控制模块进行供电。

      该电源模块输入端接入普通的市电回路,输出端使用KNX总线线缆将其他模块接入系统中。该电源模块不仅可以为总线提供电压,耦合总线信号,并且监测KNX/EIB/系统的电压。另外该电源模块还会提供一个30V的辅助直流电压,为其他的外设(如触摸屏幕、IP网关等)提供电压。

      2

      开关驱动器

      ASL100-S2/16

      该系列开关驱动器,有四路、八路、十二路三种型号可选择。该模块是用于对负载进行开关控制的驱动器,具有手动操作开关、开关延时设定、状态反馈、总线电压断开和恢复后继电器开关状态的设定,还具有场景开关、阈值开关等功能。

      ASL100-S4/16

      ASL100-S8/16

      ASL100-S12/16

      3

      调光驱动器

      ASL100-SD2/16

      该系列0—10V调光驱动器,有两路、四路两种型号可选择。该模块既可以对负载进行开关控制,还可以输出0—10V调光信号对具有0-10V调光接口的灯具进行调光,此外该模块还可通过设置实现预设控制、场景控制功能。

      ASL100-SD4/16

      ASL100-TD2/5

      可控硅调光驱动器,既可以对负载进行开关控制,还可以对支持可控硅调光的灯具进行调光此外该模块还可通过设置实现预设控制、场景控制功能。

      4

      智能面板

       

      ASL100-F1/2

      该系列智能面板有一联两键、两联四键、四联八键三种选择。该系列面板使用标准接线端子和KNX总线线缆将面板接入系统,无需额外的供电模块。

      该系列智能面板通过弱电控制强电,避免智能面板直接控制强电存在的危险。

      该系列智能面板可通过区分按键短按长按并结合不同参数设置实现开关控制、调光控制、百叶窗控制、场景控制、数值发送控制等功能。

       

      ASL100-F2/4

       

      ASL100-F4/8

      5

      二合一传感

      ASL100-T2/BM

      该系列两通道传感器,分别探测人体移动(物体移动)和光照度,将感应的信号处理后传递给其他控制模块(如调光驱动器、开关驱动器等)并实现相应的自动控制功能。

      ASL100-T2/BR

      6

      输入模块

      ASL100-DI4/20

      干接点输入模块,通过外部输入或(和)手动操作按键来控制驱动器的动作。该模块自带20V的DC输入信号,因此无需外部电压输入,当检测到外部干接点信号输入时,模块可根据功能设定向总线发送相应的报文。

      该模块的功能设定主要包括:四路开关信号,调光功能,窗帘功能,数值发送,场景控制,顺序发送,计数功能,多重操作功能。

      ASL100-WI4/230

      湿接点模块通过外部输入或(和)手动操作按键来控制驱动器的动作。该湿接点模块支持12V~230VACDC电压输入。当系统检测到外部有源信号输入时,模块可根据预设功能向总线发送报文。

      该模块的功能设定主要包括:四路开关信号,调光功能,窗帘功能,数值发送,场景控制,顺序发送,计数功能,多重操作功能

       

      4、结论

      机房智能照明系统改造不仅解决了传统照明系统控制简单、照度不足和灯具布局不合理等问题,而且提高了机房照明系统的经济效益,增加了灯具的使用寿命,节约了电能,减少了碳排放量,提升了机房管理水平,符合绿色节能机房的要求。

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