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(终稿)【毕业设计论文】数据中心空调系统设计与节能优化分析.doc(最终版) (终稿)【毕业设计论文】数据中心空调系统设计与节能优化分析.doc(最终版)

格式:word 上传:2025-08-21 21:00:20
为和,照明能耗为。该图直观地显示了数据中心设备耗电量的分布,其中,主要的耗电设备是设备本身,所占比例为,除了要求在设备的设计和选型时尽量选择节能型产品外,的空调耗电量也不容小觑,空调工程师应该运用各种节能手段对空调系统进行优化。节能系统运行费用和投资回收期数据中心主要的节能模式有中央机房冰蓄冷系统过渡季新风供冷系统次泵变流量系统冷却塔风机带变频器带新风冷却的高效冷水机组带高效盘管的机房空调高效的电动机等等。本文将就节能比较显著的冰蓄冷和过渡季新风供冷系统进行运行费用的比较和投资回收期的计算。采用冰蓄冷系统的节能分析在该项目的空调设计中,配备了台的冰蓄冷螺杆制冷机和台容量较大的制冷机。由台冰蓄冷螺杆机进行蓄冰,白天电价高峰时进行融冰,供应部分数据中心的空调制冷,考虑到数据中心的冷量非常稳定且集中在特定房间内,所以可以平均分配夜间所蓄冷量忽略融冰损耗,表,对冰蓄冷设备的运行费用进行了分析,其中蓄冰空调系统耗电量的计算只包含了制冷机房中的乙二醇主机乙二醇泵冷却水泵,冷却塔的电量,常规空调系统的耗电量只含制冷机房中的冷水机组冷却水泵,冷却塔的电量,其他部分两种系统基本相同,故未加考虑。采用过渡季节新风供冷系统的节能分析当采用过渡季节新风供冷系统时,服务数据中心的设备仅仅是机房空调和排风机。当室外的比焓小于数据中心内的比焓时,空调的冷源可以采用室外的新风。第节中提到过个数据中心将设置台中央控制器控制整个数据中心空调系统,室外的比焓值由空气处理设备系统上的新风温湿度传感器采集并计算得到,室内的比焓值为干球温度,相对湿度时的比焓,中央控制器根据逐时的比焓比较来控制新风阀门的开度。根据上海市历年逐时温湿度数据统计了过渡季节新风供冷系统和日常冷水机组系统的运行费用,并对前者的运行成本进行了分析,结果见表。从表中可以看到,两种系统运行时间相同,全年不间断运行,但耗电量不同。当采用过渡季节新风供冷系统时,耗电量的计算只包含了排风机的用电量,如表中的月和,月当系统的冷源来自中央冷水机组系统时,耗电量包含了台螺杆冷水机组冷水泵高时节能更多。对于机房设定温度提高后的节能效果,虽然目前还没有非常权威的数据,但有提高温度大约能节约空调耗电的结论。安装传感器随时观察温度在怀疑可能出现温度问题的地方放置少量的单个传感器。简单的传感器存储的温度数据可以手工收集和传送到个表单文件,以便进步的分析。即使这点仪器设备的少量投资也能够很好地看到数据中心温度问题的动态情况,为改善数据中心的冷却提供种分析方法。数据中心空调系统设计与节能优化分析引言现代科技的发展对电信企业的要求逐步提高,为了满足市场要求和行业竞争,企业必须不断投入人力物力进行硬件加强,随之,研发大楼越建越多,研发中心的核心之数据中心的规模也在逐步扩大。据博士美国斯坦福大学和伯克利实验室教授的份研究报告统计,自年到年,全球数据中心能耗翻了番,年美国所有数据中心的电耗是亿,其中包括了数据中心设备空调制冷设备及其辅助设备的耗电量,直接产生的经济费用为亿美元,由此估计全球数据中心的能耗所产生的费用为亿美元。根据美国研究院的分析,数据中心的电耗增长迅速,以每年的速度增长,到年已经达到了平方米机柜占地面积。从年到年,仅年时间,机柜能耗就增长了平方米机柜占地面积。数据中心单位面积能耗可由机房总能耗以机房面积得到。如何以最节能的方式保证系统的稳定运行成为了空调设计师的首要任务。本文针对上海企业研发大楼的个数据中心进行分析。数据中心概况该企业大楼位于上海郊区科技园区,共层,建筑面积约为平方米,本文研究的数据中心位于该大楼层中心位置,呈长条形布置,个数据中心的面积分别为,平方米。数据中心的正上方屋顶上设有高的平台,用于放置大楼的空调处理设备,平台下则放置了与数据中心有关的排风设备以及用于数据中心全新风制冷的新风百叶,既保证了设备的隐蔽性和安全性,又防止雨天或者其他特殊天气对数据中心空气调节带来的影响。空调系统设计数据中心房间设计温湿度数据中心和网络系统的设备会产生大量集中的热量,同时部分设备对温湿度的变化极其敏感。根据设备供应商提供的数据,数据中心设备要求的运行温度为,相对湿度为。冷负荷和风量的计算设备消耗的电量为平方米,由于设备是纯散热设备,所以在计算房间负荷时,考虑所有耗电量转换为房间冷负荷,且同时使用系数取数据中心面积依次为,平方米,从而得出个数据中心的冷负等进行控制以实现机组的正常运行。设置个专门的中央控制器用于采集机房空调的集中控制器的数据,切换高效冷水机组和风冷冷水机组并采集其运行状态信号,控制机房空调新风管风阀以及回风管风阀的开度,控制排风机以及变频器。气流组织设计在参考了博士伯克利实验室对美国个数据中心进行研究统计所得出的系列经验以及笔者总结以往所参与的项目和实践中的几个经常出现的问题,提出下问题机柜上部以及周围的热空气短路由架空地板上电缆桥架穿孔不密封造成空调送风短路不合理的穿孑地板的布置不合理的机房空调的布置不合理的吊顶空间高度的设计造成过小的回风静压箱架空地板下大管径的水管或者地板下大量的桥架造成的空气阻塞机柜前后左右开放的面板造成的空气从热通道到冷通道的短路由于机柜内部阻力太大造成的内部空气不流通些设备采用侧面排风通常机柜都是前进风,后出风架空地板下静压腔的压力过大或过小。要避免以上所列举的问题,笔者在设计时考虑采用如下措施使用热通道和冷通道的安排模式来设置机柜,在冷通道的两边分别没置两排机柜,使得两排机柜的进风口面对面设置,同样,两排机柜散热的背面也分别在热通道的两侧密封所有架空地板上的桥架开孔和桥架上由于电缆分布而设置的开孔封住机架上所有不使用的空间或者面板上的开孔,减少冷量损耗以及避免空气短路合理布置穿孔地板的位置合理布置机房空调的位置以及正确计算空调的各个参数尽量在机柜的上方收集所有的热风进入吊顶静压箱内或者风管内将架空地板下大管径的水管布置在机房空调的后下方设备机房可以稍稍离开墙壁以留出地板下的空间布置水管架空地板下的主桥架也尽可能靠墙布置。克服以上所列各种气流布置的注意点和问题后所布置的典型的机房气流分布见图。综上所述,在选择穿孔地板类型时应综合考虑透风率和布置位置并且选择带风阀的穿孔地板以便日后进行风量平衡调试。然后根据机柜的冷量计算所需风量,以的速度计算穿孔板所需的截面积,从而确定穿孔板的数量。吊顶回风格栅的设置同样遵循以上原则。设备选型机房空调的选型见表排风机的选择由于过渡季节大量的新风会进人数据中心,需要强制排风,并且考虑到数据中心的防排烟设计,所以设置屋顶排风机。根据机房空调的数量配备排风机,每个数据中心设置台排烟风机。排风机技术参数见表。服务于数据中心,服务于数据中心,服务于数据中心依次为,。得到了数据中心的冷量和房间的温度后,可以算出所需风量,但是值得注意的是,在计算总送风量时,根据设计经验,增加的系统冗余以保证由于漏风等造成的损失。系统方案的确定在进行空调设计时所遵循的核心思想是在满足设备基本温湿度要求的基础上,尽可能多地运用各种节能手段并且兼顾系统的稳定性安全性和多样化。风侧系统在数据中心内设置单独的机房空调,既承担数据中心的冷负荷,又独立于整个大楼的送风系统。机房空调采用下送上回方式,冷风被送至架空地板下,整个架空地板作为个送风静压腔,然后通过架空地板上设置的部分穿孔将冷风送至房间内各机柜。房间回风通过吊顶回风口进入吊顶内,整个吊顶以上的空间作为个回风静压腔,然后通过安装在吊顶内的回风风管,回到机房空调进行循环冷却。由于大楼的中央冷水机组于室外温度低于时停止使用,但是数据中心全年需要供冷,所以给数据中心设计了新风供冷模式。个数据中心分别位于大楼两侧的顶楼,给新风供冷模式时引进大量新风创造了有利条件。采用新风供冷模式节约了大部分的能源,笔者将在第节进行分析。机房空调全部安装新风管道并且在数据中心配备排风机进行排风以引进新风,排风机设置变频器以控制数据中心的房间始终为正压,并且在过渡季节,通过变频器实现新风供冷,减少了风机的能耗。水侧系统在正常模式下,数据中心的所有机房空调采用冷水制冷而非乙二醇溶液制冷,以得到更高的。冷水来自中央制冷机房的冷水机组,冷水管路单独设置,以确保与整个大楼空调的管路系统相互独立。考虑到会出现冷水系统故障或者节能模式运行的排风机故障或者大楼意外断电,为数据中心和位于其他楼层的弱电机房单独设置了台冷水机组以下简称高效冷水机组,以确保这些房间的空调能不间断供冷。高效冷水机组要求同样具有新风供冷模式,该机组的制冷剂为乙二醇溶液,当室外温度低于乙二醇溶液回水温度时,通过机组自带的三通阀将部分乙二醇溶液引入机组的新风冷却盘管,利用新风进行直接供冷,以达到节能的要求。考虑高效冷水机组会出现故障,设置台带应急电源的风冷冷水机组作为备用。由于中央冷水机组提供普通冷水而高效冷水机组和备用冷水机组提供的是乙二醇溶液,所以要求机房空调采用双盘管双水源系统,以达到两种模式的切换。空调系统的控制每个房间的机房空调设置集中控制器,以执行机组切换风机启停水阀开关盘管切换等动作。高效冷水机组和风冷冷水机组内置控制器对压缩机冷凝器等问题,请您谅解。如有侵犯您的权利,请联系我们,本站会立即予以处理。数据中心空调制冷绿色节能技术导购年月日字号数据中心空调制冷绿色节能技术导购作者蓝调日期文章属性专稿专稿随着刀片服务器虚拟化技术等被大规模应用,数据中心的密度也越来越高。调查显示,空调的能耗已经占到了机房电能消耗的近,这意味着,数据中心制冷系统有着很大的节能降耗的空间。本文主要介绍数据中心制冷系统的节能降耗手段,其中包括如何通过技术改造提高空调系统的节能特性,并介绍了些制冷方
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