Veri Merkezlerinde Dolaylı Buharlaşmalı Soğutma Ünitelerinin Farklı Nem Bölgelerindeki Performans ve Uygulanabilirlik Analizi

Özet

Doğal soğutma kaynaklarını kullanan IEC, veri merkezi soğutma enerjisini azaltmak için umut verici bir teknoloji; çalışma IEC ünitelerinin farklı nem düzeylerindeki bölgelerde uyarlanabilirliğini soruyor. Modellenen makine odası 24 °C besleme ve 36 °C dönüş havası kullanıyor; ısı transfer çekirdeği kuru (FAIHT) modda %60, IEC modunda %70 verimli. Mod geçişi: dış sıcaklık ≤ 16 °C iken kuru ısı değişimi; 16 °C üzerinde ve yaş termometre ≤ 19 °C iken IEC (sprey açık); yaş termometre 19 °C üzerinde kompresörlü hibrit. Üç mod için yıllık işletme saatleri, COP, enerji ve mekanik soğutma talebi, paketli hava soğutmalı DX ve su soğutmalı chiller sistemiyle karşılaştırıldı.

Doğal soğutma (kuru artı IEC modları) Urumqi'de yılın yaklaşık %97,29'unu, Pekin'de yaklaşık %79'unu ve Şanghay'da yaklaşık %43'ünü kapsadı; ortalama yıllık COP 7,34, 6,33 ve 5,42 idi. Urumqi'de ünitenin yıllık toplam enerji tüketimi 279.498,77 kWh ve yıllık mekanik soğutma 7253,52 kWh, Pekin'de 339.930,91 kWh ve mekanik soğutma 116.011,34 kWh idi.

Paketli hava soğutmalı DX ünitelerine karşı IEC enerji tasarrufu Urumqi'de %57,46, Pekin'de %48,26 ve Şanghay'da %39,41 idi. Su soğutmalı chiller sistemine karşı IEC üç şehirde gücün %41,11, %35,96 ve %29,95'ini, suyun %78,26, %75,01 ve %68,75'ini tasarruf etti. IEC ünitesiyle ortalama yıllık PUE üç şehirde de 1,3'ün altındaydı; paketli hava soğutmalı DX sisteminde 1,42.

Sınırlar: simülasyon sonuçları belirli bir ünite modeline ve 24/36 °C besleme-dönüş varsayımına bağlı; fayda nem arttıkça azalıyor. Çalışma, IEC'nin her yerde enerjide ve su soğutmalı chiller karşısında suda üstün olduğunu ama nemli bölgelerde avantajın daraldığını gösteriyor.

Öne çıkan noktalar

1. Modellenen makine odası 24 °C besleme ve 36 °C dönüş havası kullanıyor; ısı transfer çekirdeği kuru (FAIHT) modda %60, IEC modunda %70 verimli.
2. Mod geçişi: dış sıcaklık ≤ 16 °C iken kuru ısı değişimi; > 16 °C ve yaş termometre ≤ 19 °C iken IEC (sprey açık); yaş termometre > 19 °C iken kompresörlü hibrit.
3. Doğal soğutma (kuru artı IEC modları) Urumqi'de yılın yaklaşık %97,29'unu, Pekin'de yaklaşık %79'unu, Şanghay'da yaklaşık %43'ünü kapsadı; ortalama yıllık COP 7,34, 6,33 ve 5,42.
4. Paketli hava soğutmalı DX ünitelerine karşı IEC enerji tasarrufu Urumqi'de %57,46, Pekin'de %48,26 ve Şanghay'da %39,41.
5. Su soğutmalı chiller sistemine karşı IEC gücün %41,11, %35,96 ve %29,95'ini, suyun %78,26, %75,01 ve %68,75'ini tasarruf etti.
6. IEC ünitesiyle ortalama yıllık PUE üç şehirde de 1,3'ün altında; paketli hava soğutmalı DX sisteminde 1,42.

Tasarımda kullanımı

• IEC ünitesini iklime göre değerlendirin: kuru iklimde doğal soğutma yılın %97'sini, nemli iklimde %43'ünü kapsadı; yaş termometre dağılımını (19 °C eşiği) proje iklim verisiyle kontrol edin.
• IEC'yi su soğutmalı chiller ile karşılaştırırken enerji tasarrufunu (%30-41) ve su tasarrufunu (%69-78) birlikte raporlayın; nemli bölgelerde fayda daralıyor.
• Mod geçiş eşiklerini (16 °C kuru, 19 °C yaş termometre) kontrol mantığında ayar noktası olarak tanımlayın ve yıllık mod saatlerini tasarım raporuna ekleyin.

Kimler okumalı

Farklı nem bölgelerinde dolaylı buharlaşmalı soğutma ünitelerinin uygunluğunu değerlendiren soğutma tasarımcıları.

Belgenin bölümleri

1. 1. Giriş
2. 2. Malzeme ve yöntemler (2.2 Veri merkezi modeli için konum seçimi, 2.3 İşletme modu geçiş ayar değerlerinin hesaplanması ve analizi, 2.4 Ünite modeli oluşturma, 2.5 Ünite modelinin doğrulanması)
3. 3. Sonuçlar ve tartışma (3.1 Tipik şehirlerde IEC klima ünitelerinin işletme modu saatleri: kuru bölge Urumqi, orta nemli Pekin, yüksek nemli Şanghay; 3.2 Tipik kentsel IEC ünitesinin performans analizi: aynı üç şehir)
4. 4. Veri merkezinde farklı klima sistemlerinin karşılaştırmalı analizi (4.1 Klima sistemlerinin enerji tüketimi karşılaştırması)
5. 5. Sonuçlar

İlgili standartlar

• ASHRAE TC9.9 Thermal Guidelines
• GB 50174

Belgeyi okuyun

Yayın bilgileri

Yazarlar

Qian Wei; Jun Lu; Xiaoping Xia; Bin Zhang; Xiang Ying; Leihong Li

Yayıncı

Buildings (MDPI AG)

Yıl

2024

Cilt

14

Sayı

11

Sayfalar

3623

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Bilimsel yayın

Erişim

Açık lisans — indirilebilir

DOI

10.3390/buildings14113623

Lisans

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

Lisans kanıtı

www.mdpi.com

Künye