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          機房空調制冷量大小提高數據中心能源效率

          責任編輯:精密空調廠家  發布時間:2018-06-06
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          機房空調制冷量大小提高數據中心能源效率
          調整機房空調(CRAC)容量大小不像選擇一臺冰箱那樣簡單,容量大不一定就好!正確的大小是高效運行的關鍵,其能源效率比選擇合適的UPS會更好,但受影響的因素太多了,因此這個問題不是人人都能弄得明白。

          如果機房空調容量大小不合適可能會導致制冷遇到麻煩,錯誤或不恰當的位置可能使情況變得更糟。空調容量太小不能有效制冷,但也不能太大,太多會造成過度制冷,不過謝天謝地,許多機房空調都可以調整負載范圍,但也有一些還做不到。

          要保持機器和室內溫度、濕度比較困難,但溫度波動會影響計算機硬件的穩定性和壽命,因此必須盡力保證溫度和濕度的穩定。

          采用制冷壓縮機的機房空調系統可以通過多步設計實現,一個20噸、4步單元的空調可以產生5噸制冷量,當熱量上升到10、15、20噸負載時,水冷單元(CRAH)可以調整水流以滿足負載,但制冷量通常會下降大約20%。早期的空調系統只是向房間中經冰塊吹入空氣,24小時就會溶化掉2000磅冰塊,制冷量卻只有1噸,單位采用的是英熱單位(BTU)/小時,因此1噸制冷量相當于1200BTU/小時。

          如今我們都是用千瓦(kW)來表示制冷量,1噸制冷量可以冷卻3.5kW熱量,因此一臺20噸制冷量的機房空調可以冷卻70kW左右的熱量。如果我們知道數據中心的功率負載,就可以選擇一個合適的容量,余量不要超出20%,同時,如果需要增加容量,對于水冷或多步設計可能需要增大50%,但注意有太多不同的容量可供選擇,我們應該使用哪一個呢?我們必須了解更多的信息。

          空調要處理兩類熱量,一種是顯示熱量,即我們可以感受得到的熱量,通常我們的計算機發出的熱量就屬這種,另一種是隱式熱量,通常是水分蒸發產生的。簡單說來,處理水份和濕度需要空調更多的隱式容量,這需要從顯示容量中扣除。

          數據中心相對濕度一般不會大于45%,但如果過度制冷將會導致空氣中的水份消失,因此不得不使用更多的能源重新加濕。問題是,相對濕度是“相對的”濕度,相同濕度的熱空氣比冷空氣的相對濕度更低,因為它相對冷空氣而言可以含有更多的水蒸氣。此外,數據中心的溫度相差很大,相對濕度依賴于測量的位置,這就是為什么我們想擺脫它的緣故了,但相對濕度目前仍然是確定濕度的常用方法。

          大部分空調是通過返回空氣溫度進行控制的,信不信由你,返回越熱的空氣將使空調提供更真實的制冷量,因此,如果你計劃在負載很重的房間降低溫度,實際上消除的熱量可能更少,房間的溫度反而可能會上升,你也將浪費更多的電力。下面的表格顯示了濕度水平和返回的空氣溫度如何從相同的22噸水冷空調獲得更高的性能。注意在高溫下,相對濕度必須保持低于下面濕度的最大值。

          如果你使用導管或天花板熱空氣會回流到空調中,通過防止與冷空氣混合,可以保持返回的溫度在80℉或更高,從同一臺機器你可以獲得更多的實際制冷量,在任何返回溫度情況下都可以保持濕度更低。

          此外,空調既要制冷又要使空氣流動,冰箱也可以制冷,但打開冰箱門卻不能給房間制冷,空氣流動可以將設備散發的熱量帶走,熱空氣主要流向 CRAC,就象夏天吹來的一陣微風,那是不是空氣越多越好呢?不一定!如果地板比較低,太多的空氣流經空調意味著空調需要更快的運轉速度,這就意味著壓力就會降低,從空調流出的空氣通過穿孔板可以降低8-10英尺,但這樣浪費了空氣和能源,也降低了制冷效果,太多的空氣也可能擾亂地板下的空氣,使地板下的壓力不均勻,進一步降低了制冷效果,如果CRAC相互成直角放置情況會更糟,壓力太高也不好,它會使CRAC風扇加速運行,浪費更多的能源。

          幸運的是,目前已可以自動調節風扇速度,自動適應氣流的變化,自動調節由房間的感應器控制,這樣可以節省大量的能源。

          因此第一步是要弄清楚我們的真實負載,在本文前半部分已經移到,第二步是看你是否可以讓更高溫度的空氣返回到CRAC,第三步是確定冷空氣的溫度,美國采暖,制冷與空調工程師協會(ASHRAE)技術委員會9.9最近提高了溫度范圍,因此不要過度冷卻設備,第四步是設置你的濕度標準,ASHRAE TC 9.9推薦監控露點,但可能現有的CRAC還不支持,這樣你還是得控制相對濕度,因此,如果可能,采購空調時應考慮可以調節負載的設備,同時應選擇一個合適的容量,第一天運營保持在中等水平即可,這將提供最佳的穩定性和控制性。

          我們再來看看另外的三個問題:重熱,加濕和水溫。如果你不止三或四臺CRAC,沒有必要在每個單元上都放置加濕器,濕氣是可以快速擴散的,在每個空調上都放置加濕器可能會起反作用。

          重熱已經是多年的老問題了,它是最浪費能源的了,在許多情況下可以設計為不出現或使用最小的重熱,但需要設計人員經驗豐富才能提供合適的設計方案。

          如果你使用水冷機房空調處理器,你需要有經驗的工程師參與,制冷級別依賴于進入的水溫和水溫的上升情況,雖然水冷提高了能源效率,但卻降低了CRAH的制冷量。

          最后不要忘了熱源制冷,這已經超出了本文的范圍。最佳的制冷方案是消耗的能源要少,本身需要的制冷量也要最小,這是另一個大的主題。

          來源:雷諾威精密空調公司 http://www.oyho.icu/

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