Düşük Küresel Isınma Potansiyelli Soğutucu Akışkanlar Kullanan, Eşzamanlı Veri Merkezi Soğutması ve Bölgesel Isıtma için PV/T Atık Isı Tahrikli Bileşik Ejektörlü Isı Pompasının Tekno-Ekonomik Analizi

Özet

Çalışma, veri merkezi soğutması ile bölgesel ısıtma için atık ısı geri kazanımını eşzamanlı yapan yenilikçi bir bileşik ejektörlü ısı pompası sistemi için kapsamlı tekno-ekonomik değerlendirme sunuyor. Yeni sistem, PV/T atık ısısını buharlaşmalı kondenserle birleştirerek ejektör itici gücü yapıp ejektör pompasından kaçınıyor ve R134a'nın birkaç düşük GWP alternatifini (R515B, R515A, R1234ze(E), R290 ve diğerleri) COP, PUE, ERE/ERF, maliyet hızı, geri ödeme ve CO2-eş açısından karşılaştırıyor.

Saatlik performans Valencia (İspanya) gerçek ortam ve güneş verisini kullandı. Kondenserdeki DHN su sıcaklık artışı 20 °C'de sabitlendi ve yoğuşma sıcaklığı 50 ile 70 °C arasında değişti. Kullanılan ölçütler ERE = (Toplam Enerji - E_yeniden kullanılan)/BT gücü ve ERF = E_yeniden kullanılan/Toplam Enerji. R515B ile sistem COP'yi soğutma modunda %54, ısıtma modunda %49 artırdı; çalışılan soğutucu akışkanlar arasında en büyük kazanç.

Sistem veri merkezi PUE göstergesini %10 ile %19 iyileştirdi; R515B en büyük PUE azalmasını (1,48 olarak nicelendi) ve yılda 84,1 MWh ile en yüksek elektrik tasarrufunu sağladı. R290 incelenen soğutucu akışkanlar arasında en yüksek ERF'yi verdi. En kısa geri ödeme, 6,3 yıl, R515B ile elde edildi; onu R515A ve R1234ze(E) izledi. Bu üçü CO2-eş emisyonunu da en çok, %49, azalttı.

Sınırlar: Valencia iklimi ve bir sistem konfigürasyonu için simülasyon; sonuçlar sıcak iklimde ısı pompası tabanlı düşük dereceli veri merkezi ısısı yeniden kullanımına uygun tasarım için, soğuk iklim veya farklı DH sıcaklıkları için doğrudan geçerli değil. ERE ve ERF denklemleri standart ölçüt tanımlarıyla uyumlu.

Öne çıkan noktalar

1. Saatlik performans Valencia (İspanya) gerçek ortam ve güneş verisini kullandı; DHN su sıcaklık artışı 20 °C'de sabit, yoğuşma sıcaklığı 50-70 °C.
2. Ölçütler: ERE = (Toplam Enerji - E_yeniden kullanılan)/BT gücü ve ERF = E_yeniden kullanılan/Toplam Enerji.
3. R515B ile sistem COP'yi soğutma modunda %54, ısıtma modunda %49 artırdı; çalışılan soğutucu akışkanlar arasında en büyük kazanç.
4. Sistem veri merkezi PUE göstergesini %10-19 iyileştirdi; R515B en büyük PUE azalmasını (1,48) ve yılda 84,1 MWh ile en yüksek elektrik tasarrufunu sağladı.
5. R290 incelenen soğutucu akışkanlar arasında en yüksek ERF'yi verdi.
6. En kısa geri ödeme 6,3 yıl R515B ile; ardından R515A ve R1234ze(E); bu üçü CO2-eş emisyonunu da en çok, %49, azalttı.

Tasarımda kullanımı

• Veri merkezi soğutmasını ve bölgesel ısıtma için ısı geri kazanımını tek bir ısı pompası sisteminde birleştirirken soğutucu akışkanı düşük GWP alternatifler arasında COP, PUE, ERF ve geri ödeme ile birlikte seçin.
• Isı yeniden kullanımını ERE ve ERF ölçütleriyle raporlayın (ERE = (Toplam − E_yeniden kullanılan)/BT gücü; ERF = E_yeniden kullanılan/Toplam).
• Yoğuşma sıcaklığını DH gereksinimine göre (50-70 °C, 20 °C su artışı) belirleyin ve sonuçları sıcak iklim varsayımıyla etiketleyin.

Kimler okumalı

Veri merkezi soğutmasını ve ısı yeniden kullanımını ısı pompasıyla birleştiren mühendisler ve düşük GWP soğutucu akışkan seçenlerini değerlendiren araştırmacılar.

Belgenin bölümleri

1. 1 Giriş
2. Sistem tanımı, termodinamik ve ekonomik model
3. Saatlik simülasyon sonuçları: COP, PUE, ERE/ERF
4. Maliyet hızı, geri ödeme ve CO2-eş
5. Sonuçlar

İlgili standartlar

• EN 50600-4-6 (ERF)
• The Green Grid ERE

Belgeyi okuyun

Yayın bilgileri

Yazarlar

Ali Khalid Shaker Al-Sayyab; Joaquín Navarro-Esbrí; Angel Barragán-Cervera; Adrián Mota-Babiloni

Yayıncı

Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change (Springer Science and Business Media LLC)

Yıl

2022

Cilt

27

Sayı

7

Sayfalar

43

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Bilimsel yayın

Erişim

Açık lisans — indirilebilir

DOI

10.1007/s11027-022-10017-6

Lisans

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

Lisans kanıtı

doi.org

Künye