模塊化機房空調的節(jié)能技術發(fā)展

跟著數據中心的高速展開，機房立異節(jié)能也被提升到相當重要的方位，而其間的機房空調節(jié)能更是扮演著無關宏旨的人物，高能效的機房空調也就愈來愈遭到數據中心客戶的歡迎?，F(xiàn)在，行業(yè)界也接連出現(xiàn)了能效比在3.0以上的風冷機房空調機組和能效比在25以上的冷凍水型機房空調機組，經過研討和對比，不難發(fā)現(xiàn)高能效機房空調機組的一個共性特征“模塊化規(guī)劃”?？照{也可模塊化嗎？模塊化真的高能效嗎？專家為我們從系統(tǒng)和結構上深化研討了模塊化機房空調的能效表現(xiàn)。

我們可能會問什么是“模塊化機房空調”？和傳統(tǒng)機房的空調的首要差異？如附圖1所示模塊化機房空調分為電控&器件模塊、制冷模塊，各制冷模塊的結構和功用相同且相互獨立。而傳統(tǒng)的機房的空調結構方法大體可以分為兩種：1、制冷模塊1蒸發(fā)器和模塊2蒸發(fā)器分別左右一個“V/A”放置，見附圖2；2、“/”型盤管結構，特征是盤管為從左到右為一整片，而制冷系統(tǒng)1和系統(tǒng)2的安排又分為系統(tǒng)1/2上下安排及系統(tǒng)1/2里外疊放，見附圖3。
首要介紹下能效比EER的概念，能效比等于總制冷量/總輸入功率（ EER=Qe/P），總輸入功率包含壓縮機功率，室內機風機功率，室外機風機功率；那么前進EER可以分兩個方向，前進制冷量和下降輸入功率。由于模塊化規(guī)劃首要是機房空調室內機的模塊化，所以本文只分析模塊化機房室內機空調的節(jié)能，我們假定壓縮機不變和室外冷凝溫度不變（假定冷凝溫度為48攝氏度）。那么依照這兩個方向分析：

由于壓縮機不變，從逆卡諾循環(huán)看，前進蒸發(fā)溫度可以前進單位質量流量制冷量，一同前進蒸發(fā)溫度會減小壓縮機吸進口的比容，可以前進系統(tǒng)的制冷劑質量流量，二者疊加會有用的前進制冷量。但蒸發(fā)器溫度的前進對壓縮機的輸入功率影響很小。所以前進蒸發(fā)溫度前進制冷量的最有用方法。

減少總輸入功率首要是壓縮機功率和室內風機功率，由于壓縮機的輸入功率的最首要影響要素是冷凝溫度，依據我們假定安穩(wěn)冷凝溫度，我們政策可以斷定在室內機的功率。
綜上所述：理論上前進EER，針對室內機需求集中力量解決的是前進蒸發(fā)溫度和下降室內機風機功率。前進蒸發(fā)溫度需求增加蒸發(fā)器的換熱：1.前進蒸發(fā)器面積（與占地面積敵對）；2.在堅持風機功率不變或減少的基礎上前進風量；3.前進蒸發(fā)器空氣側氣流分配均勻性；4.前進蒸發(fā)器制冷劑分配均勻性。而要在堅持風量不變或許前進的基礎上下降室內風機功率：1.樹立室內空調空氣側機內阻力（機內阻力包含過濾網阻力，盤管阻力，機內流道阻力）；2.前進風機功率。

結合以上的理論分析，機房空調室內機模塊化規(guī)劃的節(jié)能優(yōu)勢就表現(xiàn)出來了。從附圖1可以看到：

由于電控&制冷器件獨立模塊，單位占地面積蒸發(fā)器面積比“V/A”型可以前進5~10%，比 “/”型可以前進10~15%左右。一同根本全部器件被安排在獨立模塊中，會導致整個機組的流道阻力會下降100Pa以上，也減少氣流不均勻性的影響。

模塊化上下送風空調的過濾網是貼合蒸發(fā)器放置，與傳統(tǒng)的空調上送風過濾網門置和下送風頂置有著很大的差異，過濾網面積是傳統(tǒng)的機房空調的2 ~2.5倍。我們都知道過濾網的空氣阻力與迎面風速平方成正比，所以模塊化空調的過濾網空氣側阻力可以從200~300Pa減少至60Pa左右（依據蒸發(fā)器的迎面風俗在2.2m/s）。由于過濾網貼合蒸發(fā)器放置，相當于使空氣在進入蒸發(fā)器前天然增加一個均流器，進一步前進蒸發(fā)器的空氣側分配均勻性。

模塊化的空調的蒸發(fā)器為前后“W/M”放置，每個制冷模塊中包含一組“V/A”蒸發(fā)器，風機居中放置，“V/A”蒸發(fā)器中的兩片換熱器的空氣側完全對稱，空氣側的風速分布完全均勻。再看附圖2中，“V/A”型結構天然會導致前后兩個系統(tǒng)的換熱器空氣分配不均，系統(tǒng)1和系統(tǒng)2的工作參數會不同。再看附圖3“/”型的由于盤管會比較長，相對風機的最遠端和最近端的距離太大，導致整個蒸發(fā)器的空氣側分配的不均勻性。模塊化結構盤管的空氣側CFD分析附圖5，兩頭盤管風速及均勻性出色。
由于模塊化結構天然空氣側分配均勻性以及過濾網的均流效果，加上分配毛細管的優(yōu)化，各制冷模塊的蒸發(fā)器各回路回氣溫度的差異在±2℃，這意味著制冷劑分配非常均勻。制冷劑側分配可以進一步前進蒸發(fā)器溫度以及系統(tǒng)安穩(wěn)性，一同可以進一步前進空調的顯熱比。

模塊化機房空調的較小空氣側阻力的特征，可以優(yōu)化風機的作業(yè)點，在相同風量情況，大大的下降風機輸出功率。以100kW空調為例，傳統(tǒng)的機房空調風機輸入功率為6.6kW左右，模塊化機房空調的風機輸入功率為5.0kW左右.

模塊化機房空調的大蒸發(fā)器以及高制冷劑分配均勻性的特征，制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器溫度在8.5~9.5℃，與傳統(tǒng)機房空調的6.0~7.0℃比較是一個較大的跨過。

綜上所述，選用先進的模塊化結構規(guī)劃理念，增加單位占地面積蒸發(fā)器面積，增加過濾網過濾面積，下降了機組空氣阻力，前進制冷劑側分配均勻性，前進了蒸發(fā)溫度，然后前進制冷量，下降了風機功率，前進了空調的能效比EER?，F(xiàn)在經過專業(yè)CFD仿照以及實機驗證檢驗，一般風冷機房空調選用模塊化節(jié)能規(guī)劃后能效比可高達3.2以上，冷凍水型機房空調選用模塊化節(jié)能規(guī)劃后能效比可高達25以上。

來源：精密空調 http://preweds.com/

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