間接蒸發冷卻空調機組應用于數據中心節能研究

廣東美的暖通設備有限公司 鐘如江

間接蒸發冷卻空調機組研究需要結合城市中樣本進行，所以前期工作需要收集城市中空調機在冷卻過程中的數據，進行比對分辨出更節能降耗的機組形式，并且選出能夠降低運行費用的形式。將城市中的蒸發冷卻空調機組情況均進行記錄，經過一系列比對工作，我們不難看出間接蒸發冷卻空調箱機組更加節能。此項研究對數據中心的建立奠定了相關基礎。

對于南方城市而言，夏天是空調使用旺季，為了節能降耗工作順利進行，研究人員不斷對空調機的內部組件進行了研究，希望能夠滿足節能降耗，不斷降低運行費用。為了實現降低能耗標準，數據中心要從空調的零部件節能工作做起，需要進行節能施工的零件如下：元器件、機組結構、運行模式、制冷方式，以上內容的綜合應用可以實現系統方面的節能工作。空調機冷卻工序分為兩種形式，一個是自然冷卻空調系統，一個是機械制冷空調系統，實際上自然冷卻系統要比機械冷卻系統時間快，并且在一定程度上具有良好的節能效果，因此相關行業才會對其進行不斷探究。

1 應用背景

1.1 間接蒸發冷卻空調機組

在空調當中蒸發冷卻功能，可以分為兩種形式，一個是直接蒸發冷卻功能，另一個是間接蒸發冷卻功能。間接蒸發冷卻指的是利用非直接接觸的換熱器將蒸發冷卻后的濕空氣輸送給待處理的空氣對其進行降溫處理，讓冷空氣能夠輸送出空調。間接蒸發冷卻空調的冷卻器一共有三種，分別是：有板翅式、管式和熱管式。而蒸發冷卻機組的形式種類繁多，但是本文結合南方天氣特點，重點介紹機械制冷聯合空調機組。此類間接蒸發冷卻空調機組需要兩個板翅式空調換熱器進行支持工作，主要的核心部件需要上下進行放置，在整體配置上放置了霧化噴嘴，提高了整體配置的質量。

側面的氣流分析工作利用交叉布置的形式進行設計。此類型的設計內容能夠直接提高溫度差的變換速度，并且還能對其進行換熱工作，空調中的換熱工作需要隔著鋁翅板壁進行整體的換熱工作，翅板是空氣隔離配置，并且可以將兩部分空氣完全隔離，讓其兩部分空氣可以進行自主循環工作，可以完全獨立工作。此類型的空調機組是以間接蒸發冷卻功能為主，而機械冷卻機用來輔助工作，整體工作形式可以劃分為三種運行模式。在室外空氣溫度較低的情況下，室外空氣直接進入空氣熱換器中進行熱量交換，在此過程中蒸發制冷功能不進行工作，此種運行模式被稱為干模式；當室外溫度較高時，制冷機可以依靠室內的溫度與室外的溫度通過換熱器進行溫度互換，滿足室內人員溫度的需求，但是，在此過程中需要研究人員將蒸發冷卻的噴霧降溫功能打開，以此來確保整個空調機組的制冷能力，此項工作模式被稱為濕模式；當室外溫度較高且濕度較大時，就需要自然制冷工序和機械制冷工序共同完成空氣的冷卻工作，在此過程中機械冷卻設備為輔助冷卻設備，二者的相互融合模式被稱為混合模式。

1.2 氣候特征

能夠影響間接蒸發冷卻工序的重要因素是室外的整體濕度問題，它會直接影響到冷卻的時間和速度；并且，此項因素不能按照常規的自然冷卻干濕程度進行判斷。根據相關工作調查，室外的空氣濕球溫度一般情況下會低于室內的干球溫度，因此此項技術在一定基礎之上也利用了自然冷卻技術內容對其進行技術拓展工作。此項工作需要按照民用建筑熱工設計規范內容進行設計區分，前提條件必須滿足此項工作的相關標準，讓其能夠更好地輔助整體設計工作。在劃分區域的過程中，我們可以將區域劃分為五個區域，以氣候條件作為劃分的標準：嚴寒、寒冷、夏熱冬冷、夏熱冬暖及溫和。每個地區之間氣候特征各有不同，間接空調機組在以上地區所發揮的作用大有不同，所以根據地區實際情況進行合理應用。

2 節能分析

2.1 樣本機組的選擇

送回風的形式能直接影響機組的整體性能，根據我國相關規范條例表明，A級機房對環境有一定的要求：要求整體機柜進風的區域溫度必須在18～27℃之間，嚴格控制溫度變化，并且機柜的進風區域中的露點溫度要保持在5.5～15℃，整體濕度的范圍不能高于60%。研究人員經過一系列的研究總結出來的結論認為，數據中心的設備的整體進風溫度應該控制在23～25℃之間，最適合整個機組進行運行工作。綜上所述，本文中介紹的室內送風溫度我們將其控制在23℃左右，我國相關機房的送風標準差要控制在12℃左右，整體工作過程中空調的回風溫度應該控制在35℃。在此過程中我們可以將間接蒸發冷卻空調機組和普通的風冷精密空調內容進行一系列的對比工作。為了提高相應設備的節能工作，并且讓其與實際的運行情況相貼近，在進行比對的過程中需要研究人員采用業內比較標準的設備進行比對工作，確保比對工作結構的準確性。在比對樣本中，風冷精密空調性能要高于另一種設備能效性能。而間接蒸發冷卻空調機組的標準能力應該在100kW內，在此類的空調機組中都需要接風管進行工作，在此基礎之上會克服很多輸送風的壓力損失內容，整個機組當中外置機的靜壓我們可以將其設定成為150Pa，整體送風量控制在一定范圍內，機組的尺寸要做好記錄，確保后續工作能夠順利進行。

2.2 樣本城市的選取

（1）水電能耗計算

按照相關氣象參數，對每個城市的溫度進行匯總，根據時間按照干球溫度為一度的區間進行比對工作。在進行數據采集的過程中，需要保持制冷能力不變，并且考慮到各項不可抗力因素的影響，確定機組的運行模式，還需計算出提供制冷的能力和蒸發的能力。根據機組中耗電能力較強的零件進行具體耗能的計算，還需反映出電能的使用效率。

以一匹的空調為例，根據P=W/T可知W=PT。24h所用的度數為：1.107kW×24h=26.568kW.h（P為電功率，T為時間，W為電能）。假如電費為0.5元/kW.h的話，一個月的電費為：26.568kW.h×0.5元×30=398.52元，這是傳統空調機組的一個月的能耗。

應用了間接蒸發冷卻空調機之后的耗能數據如下：24h時所用的度數為：1kW×24h=24kW.h，一個月的電費為：24kW.h×0.5元×30=360元。

所以間接蒸發冷卻空調機更具有優勢。

（2）水電費單價

在我國數據中心的運行工作需要全年無休進行，所以我國多個地區采取的電價收取形式都是分時進行收取，但是想要計算全年的電價需要按照全年費用進行耗電量的計算。根據我國相關數據表明，我國城市的電引占比一般在10kV，此占比比例較大。所以研究人員可以選擇按照此項標準查詢多地樣本城市的平均電價，進行后續比對工作。但是我國各個城市之間的經濟水平有一定差異,所以在電費的上也有一定差異，在城市中區域性差異較大。為了提高評估的正確度，在計算的過程中需要將水費也計算其內。

相比較傳統機組此類型空調機組更加具有優勢。

（3）節電率

間接蒸發冷卻空調機組與傳統空調機組相比較有一定差異，研究人員在工作的過程中。需要選擇適合的核算方式進行比對工作，確保比對數據的準確性，提升比對結果的精度。通過比對結果的一系列探究，在節電率發面，采用蒸發冷卻空調機組的節能性質較好，能夠起到降低用電率的效果，并且可以選擇蒸發冷卻空調機組進行后續工作。

如表1所示，空調在匹數一致的情況下，傳統空調機組一百天的耗電為28.3×50×24×100=3396000kW.h，而間接蒸發冷卻空調機組耗電為28.3×40×24×100= 2716800kW.h根據數據的對比，間接蒸發冷卻空調機組具有一定優勢。

表1 數據對比圖

（4）運行費用節省率

根據相關計算公式，研究人員可以計算出全年運行的總電量值的范圍，通過全年總電量值進行比對工作，并且核算出整體的節省率；再根據當地的綜合電價進行比對，通過各方面固定因素的比對工作結束之后，整體的數據結果顯示間接蒸發冷卻空調組的技能功能更強，更符合當地對于空調機組的需求。

2.3 實驗驗證

根據實驗結果表明我國各個城市使用了間接蒸發冷卻空調機組之后，在節省率方面都有一定進展，并且節省率均能達到30%左右，電費占用全年電費的2%，整體運行費用也有縮減，根據我國相關政策合理運用間接蒸發自然冷卻功能。

結論：綜上所述，根據相關政策內容合理應用間接蒸發冷卻空調機組能夠達到一定節能效果，滿足相關需求。