SoSo CAD
Bilimsel makaleKünye2020

Hava Soğutmalı Veri Merkezleri için Ekserji Yıkımını En Aza İndirerek Soğutma Mimarisi Seçimi

Özgün başlık Cooling architecture selection for air-cooled Data Centers by minimizing exergy destruction

Energy (Elsevier BV) · Rohit Gupta, Sahar Asgari ve diğerleri

Dört hava soğutmalı veri merkezi mimarisini CFD ve birinci/ikinci yasa (ekserji) analiziyle karşılaştıran ve soğutucunun (chiller) tersinmezliğe hakim olduğunu gösteren makale.

Özgün kaynağa git
Bu sayfada

Özet

Rohit Gupta, Sahar Asgari, Hosein Moazamigoodarzi, Souvik Pal ve Ishwar K. Puri'nin bu makalesi Energy dergisinde (Elsevier, cilt 201, 2020, makale 117625) yayımlanmıştır. Makale, toplam veri merkezi enerji tüketiminin yaklaşık yüzde 33'ünün soğutma altyapısına atfedildiği gerekçesiyle soğutma mimarisi seçimini ele alır. Bu çerçeve, soğutma kararlarını yalnızca enerji tüketimi yerine termodinamik verimlilik açısından da değerlendirmeyi sağlar.

Yöntem, CFD ile birinci ve ikinci yasa (ekserji) analizinin birleşimidir. Karşılaştırılan dört mimari şunlardır: sıra içi soğutma, rafa monte soğutma üniteleri, yerden hava dağıtımı ve üstten hava dağıtımı. Her biri buhar sıkıştırmalı soğuk su tesisiyle beslenir. Ekserji yıkımı bileşene göre (hava alanı, CRAH/soğutma ünitesi ısı eşanjörleri, chiller) ayrıştırılır ve Peclet sayısı ile ölü hal sıcaklık oranından oluşan boyutsuz bir gruba bağlanır.

Başlıca sonuçlar şöyledir: chiller, tüm geometri ve senaryolarda toplam ekserji kaybının en büyük payını, yaklaşık yüzde 55-60'ını oluşturur. Hava alanındaki ekserji kaybı, sıcak/soğuk karışımı ve plenum basınç düşümü nedeniyle yerden dağıtımda toplamın yüzde 20'sine kadar çıkarken diğer üç mimaride yaklaşık yüzde 5'tir. Rafa monte soğutma üniteleri, yerden dağıtım şemasına göre yüzde 23'e kadar daha düşük toplam ekserji kaybına sahiptir. Bu sonuçlar, bileşen bazlı kayıp ayrıştırmasının neden tasarım kararına yardımcı olduğunu gösterir.

Soğutma ünitesi hava debisini artırmak fan gücünün yanında chiller ekserji kaybını da kademeli olarak yükseltir; bu yüzden yazarlar CRAH fanlarının ve chiller'ların ekserji bilinçli, eşgüdümlü kontrolünü önerir. Çalışma karşılaştırmalı bir analizdir; bulgular dört mimari ve incelenen senaryolarla sınırlıdır. Yine de yakın bağlı (close-coupled) mimarilerin yükseltilmiş döşemeden dağıtıma göre daha az ekserji harcadığını ve chiller tersinmezliğinin asıl iyileştirme alanı olduğunu gösterir.

Öne çıkan noktalar

  1. Toplam veri merkezi enerji tüketiminin yaklaşık yüzde 33'ü soğutma altyapısına atfedilir.
  2. Chiller, tüm geometri ve senaryolarda toplam ekserji kaybının en büyük payını, yaklaşık yüzde 55-60'ını oluşturur.
  3. Hava alanı ekserji kaybı yerden dağıtımda toplamın yüzde 20'sine kadar çıkar; diğer üç mimaride yaklaşık yüzde 5'tir.
  4. Soğutma ünitesi hava debisini artırmak fan gücüyle birlikte chiller ekserji kaybını da yükseltir.
  5. Yazarlar CRAH fanları ve chiller'ların ekserji bilinçli, eşgüdümlü kontrolünü önerir.
  6. Rafa monte soğutma üniteleri, yerden dağıtım şemasına göre yüzde 23'e kadar daha düşük toplam ekserji kaybına sahiptir.
  7. Karşılaştırılan mimariler: sıra içi, rafa monte, yerden dağıtım ve üstten dağıtım.

Tasarımda kullanımı

  • Oda, sıra ve raf soğutma mimarilerini karşılaştırırken chiller, hava alanı ve ısı eşanjörü kayıplarını ayrı ayrı raporlayın.
  • Hava debisinin fazla verilmesinin yalnızca fan enerjisine değil chiller enerjisine de mal olduğunu gösterin.
  • Yükseltilmiş döşemede karışım kayıpları yüksekse yakın bağlı veya kapsamalı dağıtımı tercih edin.
  • Chiller tersinmezliğini azaltmanın ana yolu olarak ısıyla çalışan chiller'lara veya ısı geri kazanımına işaret edin.

Aylık bülten · ücretsiz

Referans listeniz güncel kalsın

Ayda bir: yeni eklenen kaynaklar, Türkiye mevzuatındaki değişiklikler ve yaklaşan veri merkezi etkinlikleri.

SoSo CAD

Soğutma kapasitenizi tasarımla birlikte kontrol edin

SoSo CAD’de zonların ısı yükünü, kullanılabilir kapasitesini ve en büyük ünite kaybındaki kapasite dengesini inceleyin.

Demo iste
SoSo CAD soğutma çalışma alanında zon yükleri ve kapasite dengesi

Kimler okumalı

Soğutma mimarisi seçen mekanik tasarımcılar, enerji modelleyicileri ve veri merkezi verimliliği araştırmacıları.

İlgili standartlar

  • ASHRAE TC9.9 Thermal Guidelines

Yayın bilgileri

Yazarlar
Rohit Gupta; Sahar Asgari; Hosein Moazamigoodarzi; Souvik Pal; Ishwar K. Puri
Yayıncı
Energy (Elsevier BV)
Yıl
2020
Cilt
201
Sayfalar
117625
Belge dili
İngilizce
Kaynak türü
Bilimsel yayın
Erişim
Künye
Lisans
Lisans koşulları belirsiz — kullanım koşullarını yayıncıdan doğrulayın
Özgün lisans notu (İngilizce)

Read from the authors' preprint in UCL Discovery. No explicit open licence could be verified for that copy, and Crossref lists only Elsevier TDM licences for the published version, so this is a citation only.

Künye

Rohit Gupta; Sahar Asgari; Hosein Moazamigoodarzi; Souvik Pal; Ishwar K. Puri (2020). Cooling architecture selection for air-cooled Data Centers by minimizing exergy destruction. Energy (Elsevier BV). 201, 117625. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.117625

SoğutmaHava akışıEnerji

Konuyla ilgili etkinlikler

Etkinlik takvimini inceleyin

İçerik ve tüm hakları eser sahiplerine aittir. SoSo CAD yalnızca künye, kendi hazırladığı özet ve kaynağa bağlantı sunar; kaynakların içeriğinden sorumlu değildir.