浅析数据中心照明系统方案分析与应用

摘要：数据中心是中国的主要用电者，其用电量约占全社会的2%。照明系统是数据中心耗电量高的主要部分。如果照明系统的能耗没有得到有效的控制，数据中心的运维成本会增加，甚至在情况严重的情况下会破坏环境。为了控制数据中心的能耗，本文以数据中心的照明系统为切入点，研究照明系统的不同照明方案(包括传统照明系统、检测照明系统和智能照明系统方案1和方案2)，并从多个角度比较照明系统的适用效果。*

关键字：智能照明系统；照明模式；数据中心

引言

随着我国能源短缺问题的不断恶化，数据中心照明系统容易造成能源浪费，降低其照明系统能源消耗逐渐引起社会关注。智能照明系统是一种基于多种先进手段的照明系统，可以科学地控制照明，降低照明系统产生的能源消耗，从而保证数据中心的整体效益。为提高智能照明系统的应用效果，应深入研究该系统，科学地构建智能照明系统，以满足数据中心的照明需求，进而促进社会经济的可持续发展。

一数据中心照明系统的不同方案

1传统照明系统

传统照明系统结合照明配电箱和照明开关控制灯具。在数据中心的机房中，灯具通常与机柜布局相结合，排列在冷通道和热通道上。通常，考虑到照明灯具的控制和路线要求，大多数工人在设置数据中心机房的照明时，都会选择一个路灯共用断路器和一个按钮开关的设置。在传统照明系统的照明配电箱中，总断路器将控制房间内所有灯具的供电，按钮开关和分支开关将控制一个或多个路灯。

2检测照明系统

检测照明系统可以在原有照明配电模式的基础上引入相应的控制器和传感器。检测照明系统可以根据性质分为两种模式:手动模式和自动模式。在实际应用中，如果控制器处于自动模式，传感器将接收信号，控制器将在接收信号后选择是否打开灯具。工作人员不需要按钮开关灯具，通过设置控制器和传感器的逻辑控制灯具[1]。如果控制器处于手动模式，传感器将无法参与照明系统的运行过程，因此需要通过按钮控制灯具的开关。

3智能照明系统

智能照明系统可以充分结合网络技术、传感器技术和智能控制技术，深入挖掘不同技术的核心价值，从而控制照明灯具，全面提高节能效果，保证数据中心的整体效益。通过对市场的分析，我们可以发现，大多数成熟的智能照明系统都具有工作模式管理、能源管理和远程操作等多种功能，应用效果良好。

方案1

智能照明系统的解决方案1如图1所示。该解决方案1使用PoE交换机将能量输送到传感器。在传感器传输和检测信号的过程中，可以持续为灯具供电，满足其对电能的需求。PoE交换机接收信号后，设备将根据自己的工作模式对灯具进行科学的控制，对所有灯具的运行信息进行存储和分析，并实施阈值报警。智能照明系统可以连接数据中心的动态环境监控系统，从而保证工作人员对基础设施的统一管理。

在实际应用中，应综合考虑后设置*低照度。如果机房内部没有人，将照度控制在正常照度的1/5。；当人员进入传感器范围时，应确保灯具的照度转换为正常值；在人员离开传感器范围后的1分钟内，灯具的照度自动转换为正常照度的1/5。

图1智能照明系统方案1

方案2

智能照明系统方案2如图2所示。方案2结合图1智能照明系统方案1安全系统。在实际应用中，系统中的红外摄像头可以调查内部人员的移动信息，并发送可以打开灯具的信号。动态环境监控系统可以根据需要传递信号，使信号到达相应的控制箱。控制箱可以根据信号的具体内容打开相应区域的灯具；当人们不在该区域内移动时，控制箱将关闭该区域的灯具。智能照明系统利用数据中心现有系统的科学利用，为跨系统结合提供了更少的支持和更少的控制。

图2智能照明系统方案2

二对不同方案的数据中心照明系统进行比较

照明系统在数据中心起着重要的作用，但一些工作人员对照明系统的重要性没有正确的认识。为了帮助工作人员正确认识照明系统，提高照明系统的科学性和合理性，实现能耗控制，本文对不同照明系统的应用进行了研究、分析和比较。数据中心的照明系统主要包括日常照明和应急照明。其中，日常照明可以利用市电供电；应急照明可以利用自己的备用电源，当供电出现故障时，仍然保持良好的工作状态。在文章研究的案例中，四个机房的照明系统是2。

1供电方式

传统照明系统、检测照明系统和智能照明系统方案2均采用220V市电供电，但也存在差异。检测照明系统中有控制器和传感器。通过使用控制器和传感器，可以保证照明系统的电源断开。当紧急情况发生时，工作人员会手动控制照明电源。在智能照明系统方案2中，配电箱可以用于灯具，控制模块可以增加，以确保灯具处于正常工作状态。

在智能照明系统方案1中，所有灯具都可以与相应的电源系统建立联系，并使用交换机达到正常供电的目的。当管理主机的电源与交换机建立联系时，系统的各个部分将保持在管理范围内，并成为综合布线的一部分。

除了智能照明系统方案1之外，所有其他系统都可以通过UPS(市电用于日常照明)供电，显著提高了供电系统的复杂性；在智能照明系统方案1中，用于应急和日常生活的照明可以通过UPS供电。供电系统并不复杂，但UPS的容量足够大。

2复杂的设计程度

智能照明系统方案1有很多组成部分，主要包括管理平台、网络和传感器，对设计要求高，复杂度高；智能照明系统方案2的构成主要包括安全和照明系统的联动调试，更依赖安全系统的信号，调试操作难度更大；传感器和控制器存在于检测照明系统中，设计复杂度略高于传统照明系统。传统照明系统的结构简单。

3施工难度

在施工难度方面，智能照明系统方案1可以保持在综合布线范围内。正式应用时，可根据具体情况合理使用布线桥，施工难度较低；方案2的施工难度与传统照明系统相似，均不高；考虑到检测照明系统的特点，控制器和信号线的合理设置和连接将配电箱连接起来，检测照明系统的施工难度明显高于其他系统。

4调试难度

在调试难度方面，传统照明系统的调试只需要测试照明灯具和强电线，难度*低；测试照明系统不仅需要测试强电线和灯具，还需要调试安装位置，合理调整不同设备的相应参数，如传感器的灵敏度；智能照明系统方案1调试测试弱电线路、传感器功能、灯具等。智能照明系统方案2与安全系统建立联系，因此智能照明系统很难调试。

5成本

就成本而言，智能照明系统方案1的成本是传统照明系统的2～三倍；检测照明系统的成本大约是传统照明系统的1.5倍；智能照明系统方案2的成本与传统照明系统大致相同。

6能耗

传统的照明系统主要是手动打开或关闭灯具。如果工作人员在日常工作中忘记关闭灯具，所有的灯具都会长时间保持打开，造成严重的能源浪费。检测照明系统可以通过传感器控制电路。在日常工作中，如果工作人员进入通道，传感器将根据人员的移动信息打开照明系统。如果人员只在一个通道的基础上移动，亮起的照明电路将保持在一个；当人员离开感知范围时，电路将在1分钟后关闭。智能照明系统方案1可以将传感器调整到正常传感器。

通过对不同照明系统的能耗进行分析，可以发现检测照明系统的平均每月用电量为57.42kW。·h；智能化照明系统方案2月平均用电量为55kW·h；智能照明系统方案1具有很强的优化价值。采取优化措施后，照明系统的能耗会降低。如果系统在实际工作中设置为“人来灯亮，人走灯灭"的照明模式，系统的平均月用电量为25kW。·h。

三安科瑞智能照明监控系统介绍

1软件介绍

数据中心人流较少，面积大，机房多，合理使用照明控制系统，通过感应控制做到人来灯亮，人走灯灭或保持地强度照明，尽量解决照明用电。

系统在配电箱内的模块主要有总线电源、开关驱动器、IP网关、耦合器、干接点输入模块等。这些模块使用35mm标准导轨安装。

安装在控制现场的模块主要有光照度传感器、红外传感器和智能面板。有人经过可以设定红外感应控制亮灯，人离开后在设定的时间内熄灯，智能面板等手动控制设备，可实现自动控制、现场控制和值班室远程控制相结合。

2智能照明系统

四结论

综上所述，智能照明系统方案2与现有机房照明系统具有较高的匹配度，因此在数据中心中应该重点应用智能照明系统方案2，对其进行合理应用，以此控制数据中心能耗，保障整体效益，全面降低成本费用。

【参考文献】 

【1】董淑红.数据中心照明系统方案对比分析[J].光源与照明,2022(5):92-94

【2】蒋欢.智能照明系统的优势及应用[J].光源与照明,2021(1):21-22.

【3】安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.5版