[大带宽]数据中心制冷基本原则及节能方案

来源: 作者: 发布时间:2022-03-08 10:18:55

数据中心74

每个数据中心都有自己的特点,所以没有技术方案可以完全应用于任何数据中心。本文主要讨论了数据中心制冷节能的一些基本原则和技术问题。在此基础上,每个不同的数据中心都可以制定自己的节能方案。

但假设有以下不确定因素:

当机房空调不使用可变风扇时,空调的制冷效率决定了干燥空调的尺度。随着每个机柜热密度的大大提高,匹配制冷系统的效率不能显著提高。

匹配式制冷系统是传统数据中心热交换过程中的一个额外步骤。该步骤添加到数据中心冷却水循环和水冷机组冷却水循环之间,因此提高供气温度不能提高水冷机组的制冷效率和自然冷却时间。根据达西和midot;魏斯巴赫理论,水管的长度和体积会降低水管内的压力,因此这些管道将极大地影响数据中心空调的制冷效率,减少自然冷却时间。当冷空气和热回风完全隔离时,匹配的制冷系统可以在冷水节能器中提供相同的自然冷却时间。但空气节能器或热交换轮节能器不能有相同的自然冷却时间。这两种节能器都是世界上广泛使用的节能器。

可持续数据中心节能改进项目应考虑以下几点:

在等级1的数据中心可以使用精确匹配的制冷系统,但必须使用可调风旦风扇来满足服务器的热密度。但应避免在等级2的数据中心使用。例如,在数据中心,一些机柜的热负荷为60%,一些为80%,另一些为30%。总的来说,这些风扇的平均效率只有25%左右。在考虑并发性冗余和无停机维护时,我们需要同时考虑空调的制冷效率和冗余条件。例如,在热负荷为120吨的数据中心,N0Z的冗余标准下,我们配备了6台30吨的空调。相比之下,当我们只打开其中4台空调时,每台6台空调只使用67%的空气供应或30%的能源利用率。与只打开4台空调时的100%利用率相比,所有6台空调全部打开时,所有空调的45%的空气供应效率或每台空调只使用30%的空气供应效率。根据相识定律,我们必须不时地将制冷系统的冗余性能量与机房紧密相连。我们必须考虑。当我们必须考虑到UPS的可操作性和维护。

精确匹配制冷和隔离冷送风/热回风具有节能效果,通过增加热回风温度,可以减少冷空气的浪费,提高空调的制冷效率。在使用变频空调和可调风量风扇时,我们可以使用熟悉的原理来节约能源的使用。此外,我们需要尽可能多地使用自然冷却来节约能源。使用冷水节能器时,精确匹配制冷和隔离冷送风/热回风都能获得巨大的节能效果。然而,在使用空气节能器或热交换轮时,隔离冷送风/热回风的方式具有更大的优势。综上所述,节能与否取决于温差、管道设计、冷却器和蒸发器的设计和流量。因此,最终,我们必须对三个元素进行全面的测试,以满足可持续发展的需要,并综合测试每个元素。

根据布置位置的不同,空调末端可分为房间级、列间级和机架级。

房间级空调末端

房间级空调末端主要是机房专用空调末端,设置在机房一侧或两侧设置专用空调区域,内部布置机房专用空调末端。空调末端的送风方式可分为下送风和上送风两种。机房专用空调末端的下送风方式是通过静压箱自下而上输送冷风,这是目前最常用的空调末端方式。房间级机房专用空调末端的连续能耗运行部件为风扇。出于节能考虑,主流厂家配备了内置控制器后倾电子控制风扇,即EC风扇。

列间级空调末端

根据布置位置的不同,列间级空调末端可分为列间空调末端和顶置空调末端。

柱式空调的末端布置在机架的柱式空间中,前部排气,水平吹向机架,通过机架前门,对设备进行冷却,然后通过机架后门调后部。

顶置空调末端的换热盘管敷设在机架上方。机架热空气通过机架后部流出后,冷空气通过顶置空调盘管冷却回到机架进气口。

较房间级空调末端来说,列间级空调末端的气体输送距离短、所需风压小,同时配置EC风机,可显著降低风机功耗。一般需同时采用封闭冷通道(或热通道)措施,优化气流组织,减少混风时造成的损失。

机架级空调末端空调

机架级空调末端更接近机架热源,与IT机架紧密结合。机架级空调末端安装在机架前门或背板上,形成前门空调末端和背板空调末端。为保证空调末端气流组织的均匀性,制冷前门或背板上一般需要铺设多个直流风机,每个风机风量小。

按冷媒分类

根据制冷剂的不同,空调末端可分为冷水型和热管型。

冷水空调末端冷水空调

冷水空调末端将冷水引入机房,即空调末端换热盘管中的制冷剂为冷水。冷水空调末端应加强防水、检测、报警、排水等措施。

热管型空调末端热管型空调末端

热管空调末端换热盘管中的制冷剂为氟利昂(或其他相变工质),通过换热器将冷水冷量换热到相应的制冷剂,换热器也作为制冷剂的冷凝端,换热盘管是其蒸发端,依靠制冷剂相变来实现传热。

热管空调末端的特点是冷水不进入空调末端换热线圈。根据制冷剂是否需要动力,可分为无动力热管和有动力热管。热管空调末端的冷凝端与蒸发端之间存在一定的高差。如果高差引起的密度差可作为制冷剂相变循环的动力,则热管空调末端为无动力热管空调末端;如果没有,需要增加输配装置氟泵,则热管空调末端为有动力热管空调末端。本工程应用中提到的无动力热管空调末端。

空调末端分类

根据布置位置和制冷剂类型组合空调末端后,得到表1中的几种空调末端形式。