Tipik İklimlerde Yaşam Döngüsü Boyunca Kademeli Yüklemeye İlişkin Veri Merkezleri için Çok Chiller'lı Soğutma Sistemlerinin Enerji Performansı Analizi

Özet

Soğutma enerjisi talebinin artması küresel bir kaygı, ancak hava soğutmalı veri merkezlerinde yaygın çok chiller'lı soğutma sistemlerinin yaşam döngüsü boyunca, özellikle kademeli yükleme altında enerji performansının kapsamlı analizi eksikti. BT yükü tesis ömrü boyunca arttığından tesis ömrünün çoğunu kısmi yükte geçirir; orada chiller kademelendirme adımları, büyük boyutlu kuleler ve geçiş yaş termometre eşikleri serbest soğutma saatlerini ve sistem COP'sini değiştirir. Soğutulmuş su beslemesi 13 °C'ye ayarlı, 20-22 °C besleme havası verir (önerilen 20-27 °C oda sıcaklığıyla uyumlu) ve bilgisayar odalarında 10 °C hava sıcaklık farkı var.

Kısmi yük oranı (PLR) 1'de serbest soğutma saatleri Ulanqab'da 5921 saat ile Hong Kong'da yalnızca 158 saat arasında değişti. Kısmi ve tam serbest soğutmaya yaş termometre geçişi PLR 0,3'te 11 °C, PLR 1'de 8 °C; çünkü düşük yükte kuleler fiilen büyük boyutlu. Dolayısıyla serbest soğutma saatleri bir yerde kısmi yük oranları arasında 1442 saate kadar farklılaşabilir. Soğutma sistemi COP'si kısmi yük oranları arasında 6'ya kadar değişiyor, bu da 0,14'e kadar PUE farkı demek; ek ekipman devreye girdiğinde PLR 0,25, 0,5 ve 0,75'te keskin COP düşüşleri olur.

%30'dan %90'a kademeli yük artışıyla (Rasmussen profili) Pekin'de yaşam döngüsü ortalama soğutma sistemi COP'si yalnızca 11,7, tasarım COP'sinden 2,9 düşük. İklim performansı esas olarak yıllık yaş termometre dağılımıyla belirleniyor; aşırı soğuk bölgeler verimi düşürebilen donma koruması gerektiriyor.

Sınırlar: çalışma Çin iklimleriyle ve belirli ekipman test verisi ve tipik kademelendirme kontrolleriyle sınırlı; sonuçlar başka ekipman seçimine ve kontrol mantığına göre değişebilir. Yine de tasarım noktası COP'sinin yaşam döngüsü ortalamasından çok yüksek olduğunu gösteriyor.

Öne çıkan noktalar

1. Soğutulmuş su beslemesi 13 °C'ye ayarlı, 20-22 °C besleme havası veriyor (önerilen 20-27 °C oda sıcaklığıyla uyumlu); bilgisayar odalarında 10 °C hava sıcaklık farkı.
2. PLR 1'de serbest soğutma saatleri Ulanqab'da 5921 saat ile Hong Kong'da yalnızca 158 saat arasında değişti.
3. Kısmi ve tam serbest soğutmaya yaş termometre geçişi PLR 0,3'te 11 °C, PLR 1'de 8 °C; düşük yükte kuleler fiilen büyük boyutlu; serbest soğutma saatleri bir yerde kısmi yük oranları arasında 1442 saate kadar farklılaşabilir.
4. Soğutma sistemi COP'si kısmi yük oranları arasında 6'ya kadar değişiyor (0,14'e kadar PUE farkı); ek ekipman devreye girdiğinde PLR 0,25, 0,5 ve 0,75'te keskin COP düşüşleri.
5. %30'dan %90'a kademeli yük artışıyla (Rasmussen profili) Pekin'de yaşam döngüsü ortalama soğutma sistemi COP'si yalnızca 11,7, tasarım COP'sinden 2,9 düşük.
6. İklim performansı esas olarak yıllık yaş termometre dağılımıyla belirleniyor; aşırı soğuk bölgeler verimi düşürebilen donma koruması gerektiriyor.

Tasarımda kullanımı

• Soğutma tesisi verimini tasarım noktası COP'sine değil BT yükünün kademeli artışını yansıtan yaşam döngüsü ortalama COP'ye göre hesaplayın (Pekin'de tasarım COP'sinden 2,9 düşük).
• Chiller kademelendirme adımlarını ve kuleleri kısmi yükte (PLR 0,25, 0,5, 0,75'te COP düşüşleri) incelemeyi tasarım doğrulamasına ekleyin; kademelendirme ve kule boyutu serbest soğutma geçiş eşiğini kaydırır.
• Soğuk iklimlerde donma koruması verim kaybını tasarım enerji modeline dahil edin.

Kimler okumalı

Çok chiller'lı su tarafı ekonomizörlü soğutma tesislerinin kademeli yükleme ve iklim altında enerji performansını değerlendiren soğutma tasarımcıları.

Belgenin bölümleri

1. 1. Giriş
2. 2. Metodoloji (2.1.2 Tipik işletme modları, 2.3.1 Farklı iklim koşulları için soğutma sistemi tasarımları, 2.3.2 Veri merkezi enerji akışı ve performans ölçütleri)
3. 3. Tam aralıklı yükler altında ve kademeli yükleme altında enerji performansı (3.2.1 Tam aralıklı soğutma yükleri altında serbest soğutma saati, 3.2.2 Enerji performansı, 3.2.3 İklim koşulunun enerji performansına etkisi, 3.3 Kademeli yükleme altında yaşam döngüsü enerji performansı)
4. 4. Tartışma
5. 5. Sonuçlar

İlgili standartlar

• ASHRAE TC9.9 Thermal Guidelines
• ASHRAE 90.4

Belgeyi okuyun

Yayın bilgileri

Yazarlar

Yingbo Zhang; Hangxin Li; Shengwei Wang

Yayıncı

Building Simulation (Springer Science and Business Media LLC)

Yıl

2024

Cilt

17

Sayı

10

Sayfalar

1693-1708

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Bilimsel yayın

Erişim

Açık lisans — indirilebilir

DOI

10.1007/s12273-024-1167-9

Lisans

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

Lisans kanıtı

doi.org

Künye