Isı Depolama ve Atık Isı Geri Kazanım Sistemiyle Entegre Bir Veri Merkezi Kombine Soğutma Sisteminin Enerji Performansı Çalışması

Özet

Çalışma, kısmi ve zamanla değişen BT yükünü dikkate alabilen, farklı yenilenebilir enerji kaynakları ve atık ısı geri kazanımıyla bütünleşik bir veri merkezi enerji sistemi öneriyor. Modellenen veri merkezinde 4 bilgisayar odası ve 2 ekipman odası, 1867,4 m² bilgisayar odası alanı ve her biri 0,6 × 1,2 × 2,2 m ve en fazla 4 kW olan 740 raf var. Tam yıl simüle edilip bütünleşik sistem geleneksel referans tesisle karşılaştırıldı.

Serbest doğal kaynak soğutması soğutma talebinin yaklaşık %28'ini karşılıyor. Referans duruma göre bütünleşik sistem enerjinin %16,4'ünü tasarruf ediyor, sistem COP'sini 3,88'den 4,64'e çıkarıyor, PUE'yi 1,36'dan 1,30'a düşürüyor ve elektrik giderlerini %23,45 azaltıyor. Su kaynaklı ısı pompası veri merkezinden yılda 3.575.709,597 kWh ısı çekip 4.587.711,45 kWh ısıtma enerjisi sağlıyor. İki adet 500 m³'lük sıcak su tankı geri kazanılan ısıyı depoluyor; kışın sürekli 45 °C sıcak su veriyor, yazın ısı pompası kapalıyken çıkış suyu yaklaşık 30 °C kalıyor.

Çatı PV yılda yaklaşık 370.000 kWh üretiyor, bu veri merkezinin toplam elektrik kullanımının yaklaşık %8'i. Çalışma, soğutulmuş su dönüş akışlarından ısı geri kazanımının yıllık saatlik simülasyonu için yararlı bir şablon.

Sınırlar: saha düşük yoğunluklu (raf başına en fazla 4 kW) hava soğutmalı bir salon; sonuçlar yüksek yoğunluklu yapay zekâ rafları için doğrudan geçerli değil. Isıtma talebi artarsa daha fazla ısı geri kazanılabilir; ısı geri kazanımı ve PV payı tek bir tesis ve iklim için simüle edildi.

Öne çıkan noktalar

1. Modellenen Guangzhou veri merkezinde 4 bilgisayar odası ve 2 ekipman odası, 1867,4 m² bilgisayar odası alanı ve her biri 0,6 × 1,2 × 2,2 m ve en fazla 4 kW olan 740 raf var.
2. Serbest doğal kaynak soğutması soğutma talebinin yaklaşık %28'ini karşılıyor.
3. Referans duruma göre bütünleşik sistem enerjinin %16,4'ünü tasarruf ediyor, sistem COP'sini 3,88'den 4,64'e çıkarıyor, PUE'yi 1,36'dan 1,30'a düşürüyor ve elektrik giderlerini %23,45 azaltıyor.
4. Su kaynaklı ısı pompası veri merkezinden yılda 3.575.709,597 kWh ısı çekiyor ve 4.587.711,45 kWh ısıtma enerjisi sağlıyor.
5. İki adet 500 m³'lük sıcak su tankı geri kazanılan ısıyı depoluyor; kışın sürekli 45 °C sıcak su veriyor, yazın ısı pompası kapalıyken çıkış suyu yaklaşık 30 °C.
6. Çatı PV yılda yaklaşık 370.000 kWh üretiyor, veri merkezinin toplam elektrik kullanımının yaklaşık %8'i.

Tasarımda kullanımı

• Soğutulmuş su dönüşünden ısı geri kazanımını su kaynaklı ısı pompası ve sıcak su depolamayla yıllık saatlik simülasyonla değerlendirin; kış ve yaz çıkış suyu sıcaklığı farkını (45 ve 30 °C) kullanıcı ihtiyacıyla eşleştirin.
• Serbest doğal kaynak soğutması payını (burada %28) iklim verisiyle doğrulayın ve PUE kazancını (1,36'dan 1,30'a) ısı geri kazanımı ve PV katkısından ayrı raporlayın.
• Sonuçları düşük yoğunluklu (raf başına en fazla 4 kW) hava soğutmalı salon sonuçları olarak etiketleyin; yüksek yoğunluklu rafa doğrudan aktarmayın.

Kimler okumalı

Soğutulmuş su dönüşünden atık ısı geri kazanımı ve entegre enerji sistemi tasarlayan mühendisler.

Belgenin bölümleri

1. 1. Giriş (1.1 Literatür taraması, 1.2 Araştırma boşlukları ve bu çalışmanın yeni katkısı)
2. 2. Metodoloji (2.1 Veri merkezi modeli, 2.4 Simülasyon modeli, 2.5 Model doğrulama)
3. 3. Sonuçlar ve tartışma (3.1 Sistem enerji tüketimi, 3.2 Sistem soğutma kapasitesi, 3.3 Atık ısı, 3.4 Sistem elektrik dengesi, 3.5 Sistem enerji verimliliği)
4. 4. Sonuçlar

Belgeyi okuyun

Yayın bilgileri

Yazarlar

Chaohui Zhou; Yue Hu; Rujie Liu; Yuce Liu; Meng Wang; Huiheng Luo; Zhiyong Tian

Yayıncı

Buildings (MDPI AG)

Yıl

2025

Cilt

15

Sayı

3

Sayfalar

326

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Bilimsel yayın

Erişim

Açık lisans — indirilebilir

DOI

10.3390/buildings15030326

Lisans

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

Lisans kanıtı

www.mdpi.com

Künye