間接蒸發(fā)冷卻空調(diào)機(jī)組應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心節(jié)能研究

廣東美的暖通設(shè)備有限公司 鐘如江

間接蒸發(fā)冷卻空調(diào)機(jī)組研究需要結(jié)合城市中樣本進(jìn)行，所以前期工作需要收集城市中空調(diào)機(jī)在冷卻過程中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行比對分辨出更節(jié)能降耗的機(jī)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(fā)冷卻空調(diào)機(jī)組情況均進(jìn)行記錄，經(jīng)過一系列比對工作，我們不難看出間接蒸發(fā)冷卻空調(diào)箱機(jī)組更加節(jié)能。此項研究對數(shù)據(jù)中心的建立奠定了相關(guān)基礎(chǔ)。

對于南方城市而言，夏天是空調(diào)使用旺季，為了節(jié)能降耗工作順利進(jìn)行，研究人員不斷對空調(diào)機(jī)的內(nèi)部組件進(jìn)行了研究，希望能夠滿足節(jié)能降耗，不斷降低運行費用。為了實現(xiàn)降低能耗標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)中心要從空調(diào)的零部件節(jié)能工作做起，需要進(jìn)行節(jié)能施工的零件如下：元器件、機(jī)組結(jié)構(gòu)、運行模式、制冷方式，以上內(nèi)容的綜合應(yīng)用可以實現(xiàn)系統(tǒng)方面的節(jié)能工作。空調(diào)機(jī)冷卻工序分為兩種形式，一個是自然冷卻空調(diào)系統(tǒng)，一個是機(jī)械制冷空調(diào)系統(tǒng)，實際上自然冷卻系統(tǒng)要比機(jī)械冷卻系統(tǒng)時間快，并且在一定程度上具有良好的節(jié)能效果，因此相關(guān)行業(yè)才會對其進(jìn)行不斷探究。

1 應(yīng)用背景

1.1 間接蒸發(fā)冷卻空調(diào)機(jī)組

在空調(diào)當(dāng)中蒸發(fā)冷卻功能，可以分為兩種形式，一個是直接蒸發(fā)冷卻功能，另一個是間接蒸發(fā)冷卻功能。間接蒸發(fā)冷卻指的是利用非直接接觸的換熱器將蒸發(fā)冷卻后的濕空氣輸送給待處理的空氣對其進(jìn)行降溫處理，讓冷空氣能夠輸送出空調(diào)。間接蒸發(fā)冷卻空調(diào)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(fā)冷卻機(jī)組的形式種類繁多，但是本文結(jié)合南方天氣特點，重點介紹機(jī)械制冷聯(lián)合空調(diào)機(jī)組。此類間接蒸發(fā)冷卻空調(diào)機(jī)組需要兩個板翅式空調(diào)換熱器進(jìn)行支持工作，主要的核心部件需要上下進(jìn)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(zhì)量。

側(cè)面的氣流分析工作利用交叉布置的形式進(jìn)行設(shè)計。此類型的設(shè)計內(nèi)容能夠直接提高溫度差的變換速度，并且還能對其進(jìn)行換熱工作，空調(diào)中的換熱工作需要隔著鋁翅板壁進(jìn)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(jìn)行自主循環(huán)工作，可以完全獨立工作。此類型的空調(diào)機(jī)組是以間接蒸發(fā)冷卻功能為主，而機(jī)械冷卻機(jī)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(jìn)入空氣熱換器中進(jìn)行熱量交換，在此過程中蒸發(fā)制冷功能不進(jìn)行工作，此種運行模式被稱為干模式；當(dāng)室外溫度較高時，制冷機(jī)可以依靠室內(nèi)的溫度與室外的溫度通過換熱器進(jìn)行溫度互換，滿足室內(nèi)人員溫度的需求，但是，在此過程中需要研究人員將蒸發(fā)冷卻的噴霧降溫功能打開，以此來確保整個空調(diào)機(jī)組的制冷能力，此項工作模式被稱為濕模式；當(dāng)室外溫度較高且濕度較大時，就需要自然制冷工序和機(jī)械制冷工序共同完成空氣的冷卻工作，在此過程中機(jī)械冷卻設(shè)備為輔助冷卻設(shè)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(fā)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(guī)的自然冷卻干濕程度進(jìn)行判斷。根據(jù)相關(guān)工作調(diào)查，室外的空氣濕球溫度一般情況下會低于室內(nèi)的干球溫度，因此此項技術(shù)在一定基礎(chǔ)之上也利用了自然冷卻技術(shù)內(nèi)容對其進(jìn)行技術(shù)拓展工作。此項工作需要按照民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計區(qū)分，前提條件必須滿足此項工作的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，讓其能夠更好地輔助整體設(shè)計工作。在劃分區(qū)域的過程中，我們可以將區(qū)域劃分為五個區(qū)域，以氣候條件作為劃分的標(biāo)準(zhǔn)：嚴(yán)寒、寒冷、夏熱冬冷、夏熱冬暖及溫和。每個地區(qū)之間氣候特征各有不同，間接空調(diào)機(jī)組在以上地區(qū)所發(fā)揮的作用大有不同，所以根據(jù)地區(qū)實際情況進(jìn)行合理應(yīng)用。

2 節(jié)能分析

2.1 樣本機(jī)組的選擇

送回風(fēng)的形式能直接影響機(jī)組的整體性能，根據(jù)我國相關(guān)規(guī)范條例表明，A級機(jī)房對環(huán)境有一定的要求：要求整體機(jī)柜進(jìn)風(fēng)的區(qū)域溫度必須在18～27℃之間，嚴(yán)格控制溫度變化，并且機(jī)柜的進(jìn)風(fēng)區(qū)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(jīng)過一系列的研究總結(jié)出來的結(jié)論認(rèn)為，數(shù)據(jù)中心的設(shè)備的整體進(jìn)風(fēng)溫度應(yīng)該控制在23～25℃之間，最適合整個機(jī)組進(jìn)行運行工作。綜上所述，本文中介紹的室內(nèi)送風(fēng)溫度我們將其控制在23℃左右，我國相關(guān)機(jī)房的送風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)差要控制在12℃左右，整體工作過程中空調(diào)的回風(fēng)溫度應(yīng)該控制在35℃。在此過程中我們可以將間接蒸發(fā)冷卻空調(diào)機(jī)組和普通的風(fēng)冷精密空調(diào)內(nèi)容進(jìn)行一系列的對比工作。為了提高相應(yīng)設(shè)備的節(jié)能工作，并且讓其與實際的運行情況相貼近，在進(jìn)行比對的過程中需要研究人員采用業(yè)內(nèi)比較標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備進(jìn)行比對工作，確保比對工作結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性。在比對樣本中，風(fēng)冷精密空調(diào)性能要高于另一種設(shè)備能效性能。而間接蒸發(fā)冷卻空調(diào)機(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)能力應(yīng)該在100kW內(nèi)，在此類的空調(diào)機(jī)組中都需要接風(fēng)管進(jìn)行工作，在此基礎(chǔ)之上會克服很多輸送風(fēng)的壓力損失內(nèi)容，整個機(jī)組當(dāng)中外置機(jī)的靜壓我們可以將其設(shè)定成為150Pa，整體送風(fēng)量控制在一定范圍內(nèi)，機(jī)組的尺寸要做好記錄，確保后續(xù)工作能夠順利進(jìn)行。

2.2 樣本城市的選取

（1）水電能耗計算

按照相關(guān)氣象參數(shù)，對每個城市的溫度進(jìn)行匯總，根據(jù)時間按照干球溫度為一度的區(qū)間進(jìn)行比對工作。在進(jìn)行數(shù)據(jù)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(jī)組的運行模式，還需計算出提供制冷的能力和蒸發(fā)的能力。根據(jù)機(jī)組中耗電能力較強(qiáng)的零件進(jìn)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(diào)為例，根據(jù)P=W/T可知W=PT。24h所用的度數(shù)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(tǒng)空調(diào)機(jī)組的一個月的能耗。

應(yīng)用了間接蒸發(fā)冷卻空調(diào)機(jī)之后的耗能數(shù)據(jù)如下：24h時所用的度數(shù)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(fā)冷卻空調(diào)機(jī)更具有優(yōu)勢。

（2）水電費單價

在我國數(shù)據(jù)中心的運行工作需要全年無休進(jìn)行，所以我國多個地區(qū)采取的電價收取形式都是分時進(jìn)行收取，但是想要計算全年的電價需要按照全年費用進(jìn)行耗電量的計算。根據(jù)我國相關(guān)數(shù)據(jù)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(biāo)準(zhǔn)查詢多地樣本城市的平均電價，進(jìn)行后續(xù)比對工作。但是我國各個城市之間的經(jīng)濟(jì)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(qū)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(nèi)。

相比較傳統(tǒng)機(jī)組此類型空調(diào)機(jī)組更加具有優(yōu)勢。

（3）節(jié)電率

間接蒸發(fā)冷卻空調(diào)機(jī)組與傳統(tǒng)空調(diào)機(jī)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(jìn)行比對工作，確保比對數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提升比對結(jié)果的精度。通過比對結(jié)果的一系列探究，在節(jié)電率發(fā)面，采用蒸發(fā)冷卻空調(diào)機(jī)組的節(jié)能性質(zhì)較好，能夠起到降低用電率的效果，并且可以選擇蒸發(fā)冷卻空調(diào)機(jī)組進(jìn)行后續(xù)工作。

如表1所示，空調(diào)在匹數(shù)一致的情況下，傳統(tǒng)空調(diào)機(jī)組一百天的耗電為28.3×50×24×100=3396000kW.h，而間接蒸發(fā)冷卻空調(diào)機(jī)組耗電為28.3×40×24×100= 2716800kW.h根據(jù)數(shù)據(jù)的對比，間接蒸發(fā)冷卻空調(diào)機(jī)組具有一定優(yōu)勢。

表1 數(shù)據(jù)對比圖

（4）運行費用節(jié)省率

根據(jù)相關(guān)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(jìn)行比對工作，并且核算出整體的節(jié)省率；再根據(jù)當(dāng)?shù)氐木C合電價進(jìn)行比對，通過各方面固定因素的比對工作結(jié)束之后，整體的數(shù)據(jù)結(jié)果顯示間接蒸發(fā)冷卻空調(diào)組的技能功能更強(qiáng)，更符合當(dāng)?shù)貙τ诳照{(diào)機(jī)組的需求。

2.3 實驗驗證

根據(jù)實驗結(jié)果表明我國各個城市使用了間接蒸發(fā)冷卻空調(diào)機(jī)組之后，在節(jié)省率方面都有一定進(jìn)展，并且節(jié)省率均能達(dá)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(jù)我國相關(guān)政策合理運用間接蒸發(fā)自然冷卻功能。

結(jié)論：綜上所述，根據(jù)相關(guān)政策內(nèi)容合理應(yīng)用間接蒸發(fā)冷卻空調(diào)機(jī)組能夠達(dá)到一定節(jié)能效果，滿足相關(guān)需求。