能耗效率

能耗效率（精选4篇）

能耗效率 篇1

根据能量守恒的相关原理以及相关数据文献的显示得出, 该联合站输炉空气系数及加热炉效率都不符合要求, 需对联合站的加热炉进行改进, 提高效率, 下文中结合当前我国集输系统联合站的发展以及效率的提升进行探讨。

1 联合站集输工艺流程

(1) 油系统:中转站来油->进站阀组->游离水脱除器->一段加热炉->沉降罐->含水油缓冲罐->脱水泵->二段加热炉->脱水器->净化油缓冲罐->外输泵->计量->外输。 (2) 水系统:游离水脱除器-污水站-注水站。沉降罐-污水缓冲罐-污水泵-污水站。 (3) 天然气系统:中转站来气-收球配气间-除油器-增压站-计量-外输。 (4) 加药系统:调配罐-加药罐-加药泵-阀组汇管。

2 我国集输系统联合站的整体状况

联合站效率测算采用黑箱分析模型, 能量的来源包括来液代入能, 外输原油带出能, 污水代储能, 联合站供给燃料能, 联合站供给能, 联合站总能耗, 通过能量公式Ei=Eli+Epi, 能够计算出各项能量的总量, 包括供给能量、有效能量、系统能损等数据, 计算出能量的利用率以及能损系数, 通过数据进行整体的评估。

一些西方国家在对原油进行脱水, 是在矿场等环境下进行的, 原油的脱水工艺根据不同的系统特点, 不同的含水量、不同的伴生水的矿化程度以及不同的开采气候条件等来决定。

随着计算机技术的不断发展和进步, 加之计算机价格的不断下降, 使得计算机被广泛的应用到了石油工业中, 我国著名的三大盆地油田更是引进了计算机控制, 油田的生产过程较之于过去的陈旧式开发, 有了很大程度上的提高。近年来, 我国的油田大多实现了自动化的发展, 油气田自动化使我国的油田产业由单井、单个装置、单站的自动化向全面的自动化转变, 计算机控制下的原油集输系统对联合站集输系统的控制水平在很大程度上得到了提高。

随着油田开发的不断深入, 一些油田在经过长时间的开采后, 进入了高含水的阶段, 开采处的石油含水量越来越高, 使得原来较具优势的计算机控制系统不能适应新状况的发生, 通过对脱水器的调解来控制放水阀, 已达到控制油水界面的高度。

国内外在对联合站技术系统在进行研究时发现, 联合站技术系统控制效果不佳的原因在于联合站集输系统的多变量以及时延性等问题得不到很好的解决, 从而无法使油田安全、平稳、高效、高质的生产, 因此, 为真正适应油田开发的实际发展, 使集输系统控制系统获得真正满意的效果, 就必须在已有的基础上加快对方案的改进。

3 中国的集输系统联合站效率的提升状况分析

我国在集输系统联合开发上, 结合了中高含水期对技术改造的需要, 对低能耗油田的技术系统进行了有效探究, 在对原油的处理上, 研究出一套不加热脱水获得合格的净化油新技术, 工艺配套了阀组加药、管道破乳和高效沉降分离技术, 研制出的HNS型高效三相分离器, 采用了预脱气技术、水洗破乳技术等多项新工艺, 停留时间10分钟条件下, 出口原油平均含水≤0.5%, 达到了净化油标准。

我国的油田联合集输系统在生产的基础上遵循着在油田初期制定的一些方案, 对于一些固定模式的操作, 例如对于仪表的控制基本上是采用一些手动的或者是较为简单的模拟仪表来操作, 随着油田开发进入中后期, 原油的含水逐渐上升, 采用初期制定方案给技术系统在有形与无形中增加了控制难度, 使得原油的控制策略不能很好的满足现实生产的需要。

4 讨论

世界上的一些国家在设备应用开发方面, 已设计出很多种形式, 其优势在于处理效率较高, 应用较为广泛, 这些设备的除油率能达到98%以上, 很好的节省和利用了石油资源精细过滤设备对悬浮物的控制含量<1mg/l, 颗粒直径<1μm。精细过滤器PE、PEC微孔过滤器的使用, 使2μm颗粒的控制在85%~95%, 基本对各种地层的注水水质满足了其要求。

近些年, 较多的石油公司对旋流分流器进行了技术研究, 形成了较为完整的理念和方法。从对旋流分离器的应用上来看, 由于其体积小, 处理量大且分离效率一般在50%~80%部分油田已将旋流分流器技术应用于污水处理中。内防腐涂料的主要成分由煤焦油环氧、催化环氧聚合物、纤维玻璃加强聚脂等组成, 根据相关文献的数据表明煤焦油层寿命可达50年以上。

一些国家在防腐材料种类、施工技术、补口工艺等方面遥遥领先于我国, 在油田开发的中后期, 由于污水的循环使用导致水质的不断恶化, 我国的部分油田在面临着日趋严重问题的同时, 要加强对新型技术和新型材料的研究与创新。

5 结语

油田开发后期集输系统改造与节能降耗是一项系统工程, 既要有针对性地解决关键问题, 又要较全面地把握和研究各系统环节技术的特点规律;既要积极借鉴国外的经验和技术, 又要研发具有本国特色的拳头产品, 如河南油田研发成功的移动洗井车 (专利产品) , 在多个油田得到了较好的应用效果就是最好的例证。只有这样, 才能较好地解决我国油田开发后期所面临的一系列难题, 从而达到油田开发经济与效益俱佳。

摘要：我国对地面工艺的各个系统进行了有效的探究, 结合相关理论和实际研究, 对一些新技术、新设备以及新材料进行了开发与应用, 文章结合我国目前的石油联合站的效率以及能耗分布, 找出系统效率低、能耗高的原因和影响因素, 给出改造的效益。

关键词：联合站,集数,效率,能耗

参考文献

[1]项新耀.工程分析方法[M].北京:石油工业出版社, 1990.

[2]SYT5264-1996, 原油集输系统效率测试和单耗计算方法[S].

能耗效率 篇2

安森美半导体的电源产品及技术创新每每领先于全球, 如NCP1366初级端稳流控制器, 空载能耗不到10 m W, 符合美国DOE及欧盟Co C Tier 2;NCP4305 同步整流控制器, 用于CCM反激和LLC转换器, 进一步提升电源能效;NCP1399业界首款电流模式LLC控制器采用专用跳周期模式提升轻载能效;Ga N (氮化镓) 晶体管的电源转换能效超越硅;新一代场截止型沟槽IGBT降低开关损耗;T6/8MOSFET技术利用最低导通电阻提供高性能电源转换;及采用领先封装技术的智能功率模块 (IPM) 和功率集成模块 (PIM) 。

正在进入移动通信网络的下一个发展阶段

我们正在进入移动通信网络的下一个发展阶段, 一个我们将看到移动设备连接生活中一切事物的阶段。在这种新的互联生活中, 移动的生活方式将改变社会, 不仅对我们人与人之间彼此的互动方式产生深远的影响, 也将影响人与环境之间的互动。我们会看到紧凑的、连接的传感器和执行器以不同的方式普及到日常消费电子、家用电器以及一般的基础设施上。这就是趋势:物联网——万物相连。

有数据表明, 到2020年, 全球将有500~750亿个传感器设备连接到网络, 这个数字是全球人口数量的7~10倍。面对如此巨大的传感器数量, 以及更加庞大的传输数据, 传统的电力线或电池供电方式将面临安装成本、运营成本、维护成本、使用寿命以及环保方面的问题, 在这种情况下, 使用能量采集技术可以帮助传感器设备实现易安置、免维护、长寿命以及绿色环保等目的。能量采集技术将往更低功耗、更高效率、更易用的趋势发展。

目前的难点在于整个能量采集系统需要专用的、昂贵的低功耗模拟电路芯片;需要非常仔细地去设计能量采集、转换以及存储;需要计算复杂的能量收集负载功耗;需要灵活的低功耗芯片去执行能量收集系统负载的传感、处理以及通信功能。

能耗效率 篇3

随着电价和IT能耗持续上升, IT相关能源成本受关注的程度日益提高。设计规范的数据中心的制冷耗电量约占其总耗电量的37%, 在许多情况下, 这是降低IT能源成本的大好机会。提高数据中心制冷效率可以有效地降低数据中心制冷能耗, 具体的策略有以下五项:

(1) 妥善密封数据中心环境:数据中心气封可有效控制相对湿度, 减少不必要的加湿和除湿。

(2) 优化气流组织:机架摆放、计算机房空调设备布局和电缆管理均影响关键设备内通风能耗。

(3) 适当使用节能装置:在较冷季节, 节能装置可利用外界空气对数据中心进行制冷, 从而减少能耗制冷。

(4) 提高制冷系统效率:诸如可变容量系统和改良控制方法等新技术, 正在不断提高机房空调系统效率。

(5) 靠近散热源制冷:辅助制冷系统靠近散热源制冷, 能够减少推动空气流动所需的能量。

综合使用上述方法, 可降低30%~45%的制冷系统能源成本, 节省大量经常性开支。结合诸多新兴技术, 如高效处理器和基于芯片的新制冷技术, 即使服务器密度和能源价格持续上升, 上述措施依然能够将能源成本保持在较低水平。

2 简介

一直以来, 人们都很少关注IT系统的能源成本。但是, 随着能耗和电价的上升, 希望节约成本的高级管理人员正越来越关注能源成本问题。实际上, 现在能源成本已经成为决定数据中心选址和设计的一个关键因素。

最近, Data Center Users Group做的一项调查显示, 数据中心能效已迅速成为业界优先考虑事项, 42%的受调查者表示他们已经或正在对能效进行分析。受调查者认为, 在制冷设备 (49%) 、服务器 (46%) 、电源设备 (39%) 和存储设备 (21%) 等方面存在巨大的能效改善机会。

据EYP Mission Critical对数据中心能耗的分析, 50%的数据中心能源是被信息技术系统所消耗, 如图1所示。如果IT设备节约10%的能耗, 制冷和电源分配负载也将相应减少, 从而进一步节省7%~10%的能耗。因此, 在IT设备方面减少能耗将产生重大的附带影响, 几乎可双倍节能。

基础的支持系统, 如电源、制冷和照明系统的能耗占据了数据中心能耗的另外50%, 其中制冷系统的耗电量占数据中心总耗电量的37%, 是数据中心中仅次于IT设备的耗电“大户”。

近年来, 服务器密度上升至空前的水平, 这种变化不仅使得数据中心对制冷系统容量的需求不断增加, 而且暴露出了数据中心现有制冷方法效率低下的缺点。因此, 在许多机构中, 降低制冷能耗是节约IT能源成本的第二大机会 (仅排在减少IT设备负载之后) 。

通过降低IT设备的能耗或是提高制冷效率, 可以显著降低相关能源成本。例如, 若某机构数据中心支持系统和IT系统的能耗相同, 3MW的IT设备将使其总功率达到6MW。若电费为每小时0.1$/kWh, 该机构年能耗费用为5250000$ (600MW/小时×0.1$/kWh×8765h) 。IT负载减少10%的能耗, 每年将节省105万美元的开支;而制冷系统效率提高30%, 每年将节省约580000$的开支。

2.1 妥善密封数据中心环境

楼层、墙壁和天花板产生的制冷损耗, 或从关键设施外部进入的湿气, 将降低制冷系统的效率。因此, 数据中心应尽可能与一般建筑及外部环境隔离, 例如, 数据中心应始终保持门关闭, 并采用气封方式隔离数据中心的空气。气封是控制数据中心环境最经济且最重要的方法之一, 对保持适当的湿度尤为重要。

若数据中心湿度过高, 可能发生阳极导电故障、粉尘吸湿故障、磁带媒介故障及过度磨损和腐蚀。一旦相对湿度高于55%, 这些故障发生的概率将呈指数级增加。

若湿度过低, 静电放电发生的概率将增加, 程度也将加重, 可能对运行产生不利影响, 甚至造成设备损坏。同样, 当磁带产品和媒介暴露于相对湿度较低的环境中时, 也可能产生其他故障。

美国采暖、制冷与空调工程师学会已明确规定:数据中心环境最佳的相对湿度范围为40%~55%。必要时, 计算机房精密空调设备会通过加湿或除湿调节湿度, 这两种方法都消耗能源。有效的气封可减少加湿或除湿所消耗的能量。

通常, 气封采用塑胶膜、防蒸汽油漆、乙烯基墙壁涂料和乙烯基地板涂料等组合材料。所有门、窗及电缆入口通道都应封闭, 这是所有提高效率计划的首要措施。若室内未妥善密封, 提高效率的其它所有方法所起的作用将大打折扣。通过工程咨询公司或制冷系统供应商进行数据中心评估, 有助于确定外界空气所进入得区域的受控环境, 以及有关妥善密封的策略。

2.2 优化气流组织

室内封闭之后, 下一个措施便是确保空气流动的高效, 其目标是尽可能用最少的能量散发最多的设备热量。优化气流组织需要评估和优化机架配置、空调设备布局和电缆管理。

2.2.1 机架摆放

现今大多数设备的设计为正面进气, 背面排气。这种设计使得设备机架可通过正确的摆放来形成热通道/冷通道。按照这种方法摆放机架, 各排机架相对而立, 对立排列的机架的正面从同一通道吸收冷空气。两排的热空气进入热通道, 提高了返回至精密空调CRAC的空气的温度, 使得CRAC更为高效地运行 (图2) 。

这种方法在冷热空气隔离时最为有效。因此, 应移走热通道的带孔地板, 只在冷通道使用带孔地板。机架内的闲置空间中应安装挡板, 以防热空气被吸入机架。

2.2.2 精密空调CRAC布局

使用热通道/冷通道的方法时, CRAC设备应始终与热通道相互垂直, 以减少空气流动, 防止热空气返回空调时向下流入冷通道。

也可使用某些电缆密封环, 防止冷空气通过一般位于机架背面的电缆入口进入热通道。

其他措施, 如使用天花板负压将空气引回至精密空调CRAC, 以及在冷通道末端安装挡板, 也已被证实可最大限度地防止热空气和冷空气混合。

2.2.3 电缆管理

数据中心需要容纳的服务器数量激增, 使许多机构面临电缆管理的挑战。若管理不当, 电缆可能阻碍流经带孔地板的气流, 并阻止气流从机架背面排出。因此, 应当检查地板下压力, 确定电缆或管道是否阻碍气流, 并进行相应的电缆管理。

高架电缆正日益受到人们的欢迎, 该设计可消除电缆阻碍气流的可能性。此外, 可使用深度更大的机架以增加气流, 或者在现有机架上配置扩展通道, 增加机架深度, 使电缆和气流有足够空间。若使用电缆操纵“摇臂”需小心, 因为它们与IT设备气流模式并不兼容。

也可在机架背面安装风扇, 以排出机架内的热空气, 但必须注意, 这些风扇也会消耗能源并散发必须排出室内的额外热量。

最后一点, 可能也是最重要的一点是, 对将三相高压电源尽量靠近IT设备以及提高IT设备电压的可能性进行研究。上述措施可将地板下电缆的数量和占用面积减至最少。有时, 使用机架内部的三相高压受控电源板也可实现上述目标, 但还需使用安装在IT设备机架上的多极配电板或PDU。

2.3 使用节能装置实现免费制冷

在许多地方, 外界冷空气可用于辅助数据中心制冷, 并在较冷的季节提供“免费制冷”。通过使用节能装置系统可实现免费制冷。Battelle实验室所做的关于楼宇控制系统的研究发现, 安装节能装置的建筑和未安装节能装置的建筑相比, 建筑的散热和制冷能耗标准强度要低13%。

有两种基本的节能装置系统:新风节能装置和液体节能装置。对特定项目的节能装置的选择取决于气候、法规、性能和爱好。

2.3.1 新风节能装置

新风节能装置由传感器、管道和节气阀系统组成, 可适当吸入的外界空气, 满足设施制冷需求。新风节能装置有两种类型即“干风”系统和“蒸发式”空气系统。干风系统最为常见, 但其应用仅限于少数地区, 因为它当周围环境露点温度低于35oF时, 需要消耗大量能量以增加室内的湿度, 因此会产生高昂的成本。蒸发式解决方案在用于数据中心之前是一种较为经济的空气调节方法, 但因其不够理想的可靠性及较高的维护要求, 该方案对大部分数据中心运营商并无吸引力。

这两种解决方案的关键在于正确的控制, 即基于焓差而非干球温度进行控制。同时, 应采取相关措施检测外界空气之中是否存在高含量的花粉、灰尘或其他外部污染物, 并在发现这些污染物时及时关闭节能装置。

2.3.2 液体节能装置

液体节能装置系统一般嵌入在冷冻水或乙二醇制冷系统中, 与由制冷塔隔热环、蒸发冷却器或干式冷却器组成的隔热环结合使用。精密空调CRAC设备包括传统的乙二醇制冷设备、二次制冷盘管、控制阀和温度监控器几部分。在较冷的季节, 户外干式冷却器或制冷塔返回的乙二醇溶液被输送至二次盘管, 使该盘管成为室内主要的制冷源。只要“免费制冷”液体温度比精密空调CRAC回水温度低8oF, 便能有效持续地“免费制冷”, 因为它能将主要制冷方法的负载减至最少。

液体节能装置是大多数数据中心环境的理想选择, 因为其不受外部湿度影响, 可在较大的温湿度变化范围内运行, 并且也不会给数据中心增加任何额外的空气过滤需要。

2.4 提高室内空调设备的效率

决定精密空调CRAC设备效率的因素有以下三个:

◆设备在部分负载时的效率;

◆相对于潜热, 设备消除显热的效率 (显热比) ;

◆多台设备的协调工作效率。

2.4.1 提高部分负载时的效率

数据中心的设计要允许一定的制冷系统冗余, 然而, 当外部环境温度低于设计峰值 (一般为95oF) 时, 直接蒸发式和风冷式精密空调CRAC的实际容量会增加, 这意味着空调设备始终未满载运行。因此, 需要通过设计系统, 使其在正常运行期间有更高的效率。由于空调设备的运行状况并不稳定, 需要采取基于运行状况改变容量的方法。

有多种方法可改变直接蒸发式精密空调CRAC的容量, 其中两种应用最为普遍的方法是采用四步压缩机卸载技术以及采用Digital ScrollTM数字涡旋压缩机技术。

四步压缩机卸载技术的工作原理是通过阻止制冷剂注入系统中的某些气缸, 最大限度地减少因控制容量的需要而周期性地开启和关闭压缩机。由于卸载技术从本质上改变了压缩机的运行点, 因此可使制冷系统在较小容量时运行得更为高效。例如, 运行于“卸载”状态下的双压缩机系统, 能耗约为满载系统50%, 但却会产生76%的制冷量, 这是因为, 此状态下冷凝器和蒸发器均为满载运行。图3显示出了采用压缩机卸载可实现的效率提高的程度。

数字涡旋压缩机技术提供一种更先进的方法, 可根据所需负载精确匹配容量和功耗, 与标准的“固定容量”压缩机相比, 可大大减少能耗。

传统的调节技术 (周期性开启和关闭设备以匹配负载环境) 消耗的能量通常接近于满载消耗的能量, 而与所需容量无关。在按照高可靠性的要求设计的系统中, 压缩机并不只是开启和关闭。压缩机实际运行时, 还存在开启延时和关闭抽空时间 (为了确保在断电前向压缩机轴承输送适量的润滑油) 。

数字涡旋技术让压缩机不会周期性关闭。它在调整容量的同时还线性减少能耗, 从而优化系统性能和控制。

通过艾默生环境优化技术与艾默生网络能源签署的排他协议, 此项技术正应用于数据中心。艾默生环境优化技术开发出了Copeland数字涡旋压缩机, 而艾默生网络能源开发出了Emerson Network Power DS精密制冷系统。将Copeland数字涡旋压缩机安装至Emerson Network Power DS系统中, 可将容量在10%~100%间调节, 从而精确地控制温度, 如图4所示。

IT设备产生显 (干) 热。潜热来自于人体和户外湿气的渗入 (可通过前述的气封将湿气的渗入降至最低水平) 。

随着服务器密度或容量的增加, 显热负载不断增加, 潜热负载则不受影响。因此, 使用可在100%显热容量下运行的制冷解决方案 (必须除湿时除外) , 可减少能耗。在较低容量时运行可变容量压缩机, 将提高蒸发器盘管的温度。这意味着只有少量的能源被消耗于潜热制冷。在大多数负载情况下, 蒸发器盘管温度可高至实现100%显热制冷的水平。因此, 无需为将在不经意间被降低的湿度恢复到正常水平而增加任何能源消耗。

2.4.2 改善多台设备间的协调工作

由于新型高密度服务器与旧系统一同使用, 数据中心环境已经变得更为多样化。因此, 若不妥善协调室内制冷设备, 空调设备可能按照不同的温度和湿度控制模式运行。

例如, 可能会出现室内北侧的某台空调设备因检测到相对湿度较低而进行加湿, 室内南侧的某台空调设备却因检测到相对湿度较高而进行空气除湿的情况。空气中的实际湿度并未改变, 但测量值是相对的, 温度越高, 相对湿度便越低。针对这种情况, 可在室内所有精密空调CRAC设备上安装高级控制系统, 使设备可以交流和协调各自的运行情况, 防止出现“冲突模式”。

2.5 安装辅助制冷系统

辅助制冷是相对较新的数据中心制冷方法, 艾默生网络能源最先将其用于Emerson Network Power XD SystemTM (如图5所示) 。该方法于2002年推行, 随着数据中心经理人寻求以下解决方案而迅速获得了他们的认可:

◆克服高架活动地板系统在高热密度应用中的制冷容量限制;

◆提高制冷系统的效率和灵活性。

经证实, 高架活动地板制冷是数据中心环境管理的有效方法, 但是, 当机架密度超过5kW/rack, 以及室内负载多样性增加时, 就应安装辅助制冷系统以提高制冷系统的性能和效率。

密度较高时, 机架底部的设备可能消耗过多的冷空气, 导致剩余的冷空气不足以冷却机架顶部的设备。而活动地板的高度对可在室内分配的空气量形成物理限制, 因此增加额外的室内空调设备可能无法解决该问题。

Uptime Institute指出, 位于数据中心机架顶部的三分之一的设备发生故障的概率是位于底部的三分之二的设备的两倍。该机构还预测, 温度高于70oF时, 每增加18oF, 电子产品的长期可靠性将下降50%。

经证实, 采用制冷剂泵抽式制冷基础架构是能够良好地应对较高的机架密度和较为复杂的室内环境的解决方案, 它支持制冷模块直接安装在高密度机架上方或并排安装, 以补充来自地板下的空气。该解决方案有诸多好处, 包括提高制冷系统的可扩展性, 更大灵活性以及提高能效。

两个因素影响着辅助制冷系统的能效:制冷模块的位置以及所使用的制冷剂。

高密度应用需要液体制冷来有效地消除高热量。从有效性方面看, 制冷剂比水更适合于高密度制冷。Emerson Network Power XD系统中使用的R134A制冷剂以液态形式输送, 但一遇到空气便转化为气态。该相态变化有助于提高系统效率。R134A的散热效率约为水的7倍, 空气的49倍。即使发生制冷剂泄漏, 它仍可确保昂贵的IT设备不致受到损坏。

在Emerson Network Power XD系统中, 制冷剂被提供给与散热源最近的制冷模块。这样可以降低推动空气流动的能耗, 从而节约更多的能源。

综上所述, 与单纯的高架地板制冷相比, 通过安装应用上述制冷剂以及制冷模块位置设计的辅助制冷系统, 可大幅降低制冷系统的能源成本, 如图6所示。

此外, 制冷剂的使用可减少20%的冷却器容量需求。这不但可以节约提高能源的节约, 而且无需增加其他冷却器便可以扩充额外的制冷容量。

传统的地板下送风制冷的方法, 仍将在数据中心环境管理中发挥重要的作用, 可以为100W/ft2的热负载提供所需的制冷, 并负担室内全部的加湿和空气过滤的任务。辅助制冷系统则专用于解决150W/ft2以上的热负载的热密度问题。

3 新兴技术

未来, 随着大多数公司计算需求的上升, 能源成本也可能持续上升。如今, 在采用新型、高效技术的同时, 采取措施提高制冷系统的效率, 可以抵消能源成本上升的影响。有三项技术可以大大提高数据中心的能源效率:多核处理器、嵌入式制冷、芯片级制冷。

目前的新型服务器基于多核处理器, 可让单个处理器同时执行多项独立的任务, 在单个处理器上运行多项应用程序, 或在较短的时间内完全更多的任务。芯片制造商指出, 使用多核处理器最多可减少40%的功耗和热量。

嵌入式制冷通过使用Emerson Network Power XD制冷基础架构, 直接给机架内部提供高效制冷。该方法可以更加靠近散热源进行制冷, 可以根据特定的机架环境优化制冷系统。以利用艾默生网络能源的Cool Frame系统制冷的Egenera系统为例, Cool Frame系统可通过在机架内直接消除热量的方法, 防止由Egenera Blade Frame系统产生的20kW热量从机架进入机房。

通过Egenera和艾默生网络能源的CoolFrame系统示例可说明该方法的有效程度。该系统通过在机架内直接消除热量的方法, 防止由Egenera BladeFrame系统产生的20kW热量从机架进入机房。

芯片级制冷进一步采用该方法, 帮助芯片散热。随着嵌入式制冷和芯片级制冷解决方案的采用, 将出现高效的数据中心三级制冷方法, 即先将热量从芯片上移走, 然后在机架内消除热量, 同时通过机房空调保持机房温湿度的恒定。

上述改进并非是减少数据中心制冷需求, 相反, 它们可能会增加由某个特定设施支持的运算功耗。因此, 现在进行的效率改进措施在将来仍将得到应用, 因为这些新设计可以让现有设施支持当前不可能出现的密度。

4 结束语

制冷系统效率的提高对降低数据中心能耗有着重要的意义。在许多情况下, 稍做简单、经济的改变, 如改善机房的密封情况, 移走阻碍气流的电缆或其它物体, 或安装挡板, 就可以立刻提高制冷效果。此外, 对于诸如可变容量室内空调设备以及先进控制系统等新技术, 应考虑其对效率的影响。最后, 在设备密度不断增加的情况下, 采用辅助制冷系统, 可提高现有制冷系统的可扩容性和效率。

参考文献

[1]艾默生网络能源.关于现今96%的数据中心到2011年将超负荷运行之调查结果.2006

[2]能源难题:IT经理人如何应对数据中心能源需求.计算机世界, 2006 (4)

能耗效率 篇4

港口装卸在港口的生产与运营中占有很重要的作用。因此, 确定合理的港口装卸机械拥有量, 对于保证港口的正常生产, 降低港口的能耗有着重要的作用。目前, 确定合理港口装卸机械拥有量方面的研究有很多。例如, 李兆进在港口装卸机械的作业流程, 建立装卸机械的调度模型, 并利用遗传算法进行了求解。张国辉深入研究与分析港口装卸机械选型的影响因素, 选择合适的装卸机械。

2 港口装卸机械合理拥有量模型

本文在充分考虑装卸机械的经济性和能耗的基础上, 建立考虑生产效率和能耗的港口装卸机械合理拥有量模型如下:

目标函数:

undefined (1)

undefined (2)

约束条件:

undefined

其中:pi为i型机械的台时产量;cgi为i型机械的年固定成本;cbi为i型机械的台时变动成本;xi为i型机械的配置数量;yi为i型机械的年作业台时;K完i为i型机械的完好率;K剩i为i型机械的利用率;K′剩i为i型机械的完好台时利用率;pj为j型机械的台时产量;qj 为j型固定机械的配置数目。

目标函数表示:港口装卸系统的生产效率最大和港口装卸机械的变动成本最低.

式 (3) 表示:用于限定i型装卸机械的作业台时。

式 (4) 与式 (5) 表示: 型机械的利用率应处于合理范围。

式 (6) 表示: 型机械的装卸充分配合与对应的固定机械。

式 (7) 表示:机械台数为整数。

式 (8) 表示:xi与yi为非负数。

3 模型应用

本文以某港口的叉车数据为例, 对模型进行验证, 相关数据分析如下。

3.1 数据分析

(1) 完好率与利用率。

通过完好率和利用率的计算公式可以计算出叉车的完好率和利用率如表1所示。

(2) 台时产量。

叉车的台时产量表示在单位作业台时内经叉车装卸起运的货物吨数。通过计算公式, 可以得到计算结果, 如表2所示。

(3) 固定成本。

叉车的计算公式为固定成本=折旧+大修基金+福利+分摊费用。其计算数值如下表3所示:

(4) 变动成本。

叉车的变动成本主要包括燃油费用、维修费用、运行材料费用等。其计算结果如表4所示。

3.2 模型计算

把问题的目标函数、约束条件以及相关数值代入建立的模型, 并用lingo进行计算, 得到的解如图1。

3.3 配置方案分析

将原配置方案与新配置方案对比, 可以得出:

(1) 原配置方案下, 叉车的年起运量可达186.15万吨时, 年耗费成本是4129730元, 年变动成本是2190821元。

新配置方案下, 叉车的年起运量可达380万吨时, 年耗费成本是6322322元, 年变动成本是3589976元。

(2) 新配置方案的生产效率大于原配置方案的生产效率, 这说明新建模型计算所得的配置比原配置更优。

(3) 在达到相同的起运量、相同的年耗费成本情况下。新配置方案比原配置方案的年变动成本要低1399155元。

因此, 假设年燃油费用占年总变动成本的50%, 则新配置方案比原配置方案的年总燃油费用要低699577.5元。如果设定每升柴油的价格为8元, 可以得知, 新配置方案比原配置方案的年总燃油量要低87447.19升。

经过计算验证, 通过考虑生产效率和能耗的港口装卸机械合理拥有量模型, 可以提高装卸系统的生产效率, 降低装卸机械的能耗, 这充分说明了模型的可用性和必要性。

4 结语

本研究能够使装卸机械的配置数量满足货物的需要, 提高装卸机械整体的技术状况, 保证港口的生产效率, 减少港口的能耗。

摘要：在综述以往港口装卸机械合理拥有量的研究的基础上, 从装卸机械的经济性角度出发, 提出考虑生产效率和能耗的港口装卸机械合理拥有量数学模型。本研究有助于提高港口的生产效率, 减少港口的能耗。

关键词：港口装卸机械,合理拥有量,生产效率,能耗

参考文献

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