Veri Merkezi Enerji Değerlendirme Aracı Geliştirme ve Farklı İklim Bölgelerinde Farklı Ekonomizör Türleriyle PUE Analizi

Özet

Veri merkezi toplam soğutma yükünün %95'ten fazlası BT ekipmanının ürettiği ısıdan geliyor; dış hava kullanan ekonomizörler yıl boyu soğutma talebine karşı en etkili tekniklerden. Yük bileşimi basit ama hava durumu, sistem koşulları ve ekonomizör kontrolü gibi dinamik hususlar analizi karmaşık yapıyor. Yazarlar veri merkezi yükünün sadeliğine ve sistem analizinin karmaşıklığına yönelik DCSim PUE yorumlama aracını geliştirdi. Araç DesignBuilder v7.0.2.4'e karşı doğrulandı: saatlik ekipman gücü CVRMSE'si temel durum için %0-9,3, hava tarafı ekonomizör için %1,4-10,75, ASHRAE ölçütleri içinde.

Simülasyon 25 °C soğuk koridor ayar noktası, 23 °C CRAH besleme havası, 12 °C CRAH sıcaklık farkı ve 10/18 °C soğutulmuş su besleme/dönüşü kullandı; ekonomizör kontrolü dış çiy noktası 15 °C'nin üzerindeyse veya kuru termometre yüksek sınırı aşarsa dış havayı kilitliyor. 0A ve 0B bölgelerinde dolaylı hava tarafı ekonomizör (IASE) veya IASE + buharlaşmalı soğutma (EC), doğrudan (DASE) veya DASE + EC'ye göre yıllık PUE'yi yaklaşık 0,04-0,07 azalttı. Kuru bölgelerde (özellikle 1B, 3B, 4B) buharlaşmalı soğutma eklemek PUE'yi yaklaşık 0,02-0,05 azalttı; nemli bölgelerde IASE, DASE'ye göre PUE'yi yaklaşık 0,03-0,07 azalttı.

İki seviyeli faktöriyel duyarlılık çalışması altı soğutma ortamı sıcaklık parametresini sıraladı: CRAH besleme sıcaklığı ve CRAH sıcaklık farkı yıllık PUE üzerinde altı etken arasında en etkili olanlardı; delta-T DASE sistemlerinde, besleme sıcaklığı IASE sistemlerinde baskın. En etkili parametreler sonra belirsizlik çalışmasında değiştirildi.

Sınırlar: DCSim erken tasarım aracı olup EnergyPlus algoritmalarının basitleştirilmiş sürümü; doğrulama başka bir simülasyon aracına (DesignBuilder) karşı, ölçülmüş bir tesise karşı değil. Çalışma kuru ve nemli bölgelere hangi ekonomizör türünün uyduğunu ve CRAH ayar noktalarının PUE bandını ne kadar genişlettiğini nicelleştiriyor.

Öne çıkan noktalar

1. Bir veri merkezinin toplam soğutma yükünün %95'ten fazlası BT ekipmanının ürettiği ısıdan geliyor.
2. DCSim saatlik ekipman gücü DesignBuilder v7.0.2.4 ile eşleşti: CVRMSE temel durum için %0-9,3, hava tarafı ekonomizör için %1,4-10,75, ASHRAE ölçütleri içinde.
3. 0A ve 0B bölgelerinde IASE veya IASE + EC, DASE veya DASE + EC'ye göre yıllık PUE'yi yaklaşık 0,04-0,07 azalttı.
4. Kuru bölgelerde (özellikle 1B, 3B, 4B) buharlaşmalı soğutma eklemek PUE'yi yaklaşık 0,02-0,05 azalttı; nemli bölgelerde IASE, DASE'ye göre yaklaşık 0,03-0,07 azalttı.
5. CRAH besleme sıcaklığı ve CRAH sıcaklık farkı altı etken arasında yıllık PUE üzerinde en etkili olanlardı; delta-T DASE sistemlerinde, besleme sıcaklığı IASE sistemlerinde baskın.
6. Simülasyon 25 °C soğuk koridor ayar noktası, 23 °C CRAH besleme havası, 12 °C CRAH sıcaklık farkı ve 10/18 °C soğutulmuş su besleme/dönüşü kullandı.
7. Ekonomizör kontrolü dış çiy noktası 15 °C'nin üzerindeyse veya kuru termometre yüksek sınırı aşarsa dış havayı kilitliyor.

Tasarımda kullanımı

• Ekonomizör türünü iklim bölgesine göre seçin: 0A/0B ve nemli bölgelerde dolaylı ekonomizörü (PUE 0,03-0,07 daha düşük), kuru bölgelerde buharlaşmalı soğutma eklemeyi (0,02-0,05) değerlendirin.
• CRAH besleme sıcaklığı ve delta-T'yi en etkili PUE parametreleri olarak tasarım optimizasyonunda öncelikli ayarlayın; DASE için delta-T, IASE için besleme sıcaklığı baskın.
• Erken tasarımda PUE'yi tek bir değer yerine ayar noktası belirsizliğiyle bir aralık olarak raporlayın.

Kimler okumalı

Erken tasarım aşamasında ekonomizör türü ve CRAH ayar noktalarını seçen soğutma tasarımcıları ve enerji modelleyiciler.

Belgenin bölümleri

1. 1. Giriş
2. 2. Malzeme ve yöntemler (2.1 DCSim, 2.2 Sistem tanımı, 2.3 Ekonomizör işletme modları, 2.4 Enerji modeli)
3. 3. Model doğrulama
4. 4. Sonuçlar ve tartışma (4.1 Ekonomizör performansının iklim bölgesine göre karşılaştırılması, 4.2 Soğutma ortamı sıcaklığının PUE üzerine duyarlılık ve belirsizlik analizi)
5. 5. Sonuçlar

İlgili standartlar

• ASHRAE TC9.9 Thermal Guidelines
• ASHRAE Guideline 14 (CVRMSE)
• ASHRAE 90.4

Belgeyi okuyun

Yayın bilgileri

Yazarlar

Ji Hye Kim; Dae Uk Shin; Heegang Kim

Yayıncı

Buildings (MDPI AG)

Yıl

2024

Cilt

14

Sayı

1

Sayfalar

299

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Bilimsel yayın

Erişim

Açık lisans — indirilebilir

DOI

10.3390/buildings14010299

Lisans

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

Lisans kanıtı

www.mdpi.com

Künye