海洛斯空調(diào)是機(jī)房專用空調(diào)-實驗室空調(diào)_恒溫恒濕空調(diào)等環(huán)境生態(tài)平衡研發(fā)專業(yè)公司
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空調(diào)在IDC機(jī)房里邊的重要性也不用說了,因為他目前來說,是制約我們PUE值非常重要的一方面,所以說怎么節(jié)約空調(diào)能耗,應(yīng)該說是我們IDC機(jī)房節(jié)能非常重要的一分娩。
談起IDC機(jī)房,一般來說跟我們普通的建筑比較起來,有幾個不同的特點。主要有這樣幾個特點,一個是單位面積的符合指標(biāo)比較高,第二他有一定恒溫恒濕機(jī)房的要求,還有潔凈的要求。由于這樣的原因,怎么把空調(diào)系統(tǒng)做好,這對于我們的設(shè)備安全、可靠運(yùn)行乃至系統(tǒng)的節(jié)能具有非常重要的意義。由于IDC機(jī)房有這樣一些特點,所以IDC機(jī)房精密空調(diào)的技術(shù)應(yīng)該說跟常規(guī)的空調(diào)技術(shù)還是有一些不同。
接下來簡單的介紹一下目前已有的冷卻方案,這些冷卻方案應(yīng)該說有一些目前應(yīng)用的很少,但是歷史發(fā)展過程,可以從發(fā)展脈絡(luò)中給予借鑒,借鑒中的走向是什么樣的。最早我們用普通的空調(diào),在溫度比較低的時候,沒法運(yùn)行,到機(jī)房專用機(jī)通過一定措施使得外溫比較低的時候還能正常進(jìn)行,這是解決基本的技術(shù)問題,但是能耗還是比較高,而且有一些壽命問題。水冷代替風(fēng)冷的方式,今天有很多的專家提到了水冷機(jī)組,乃至進(jìn)一步制作出風(fēng)進(jìn)入機(jī)房。這里邊有純粹的水冷式的技術(shù),還有冷水型加上冷風(fēng)互背的做法,這對風(fēng)能有很大的性能提高和改進(jìn),當(dāng)然還有其他的,比如說用水冷之后,在冬季需要相應(yīng)注意的問題。水冷和風(fēng)冷兩種類型有一個成本問題。
進(jìn)一步有一些其他這樣利用自然能源的措施,也在目前各類系統(tǒng)的應(yīng)用。其中包括直接新風(fēng)的利用,這最大的問題,除了國內(nèi)的空氣、外界環(huán)境的空氣質(zhì)量的問題,可能導(dǎo)致的情況之外,還有北方很多地方外界的空氣比較干燥,可能導(dǎo)致額外的加濕等等。這些情況剛才很多位專家都做了非常好的介紹。為了解決風(fēng)風(fēng)不直接進(jìn)入的問題,也有新風(fēng)換熱器,當(dāng)然通過換熱利用自然能量,有一些多的環(huán)節(jié),以及也有多的風(fēng)機(jī)額外的消耗。進(jìn)一步用載冷氣換熱的方式也可以利用外界的能源,這樣也是環(huán)節(jié)比較多。
這幾年逐漸發(fā)展起來采用分離式的熱管,在普通的交通基礎(chǔ)上加上分離式的熱官,利用兩套設(shè)備一起工作。當(dāng)外界工作達(dá)到一定程度的時候,可以實現(xiàn)冷卻業(yè)務(wù)。這個效果還是不錯的,但是需要兩套設(shè)備,所以維護(hù)工作管理的工作量相對來說大一些。
總體來看,目前制冷的方式,不管風(fēng)冷還是水冷,總體上說還是存在怎么提高效率的問題。自然能源的利用,目前雖然有各式各樣的應(yīng)用方式,但是在應(yīng)用過程中,可能做的不好,還會有其他的一些能耗。比如說新風(fēng)引入的加濕能耗,或者說過濾器的阻力其他環(huán)節(jié)帶來的能耗。如果能夠把節(jié)能、安全、經(jīng)濟(jì)性有機(jī)應(yīng)用起來應(yīng)該說是發(fā)展的方向。
這是目前從發(fā)展的脈絡(luò)來看,已有的一些IDC西方的冷卻技術(shù)。另一方面這些冷卻技術(shù)應(yīng)用效果怎么樣,我們對幾個IDC機(jī)房做的測試情況。第一,我們對一個沒有進(jìn)行冷熱通道分割的機(jī)房,對他的實際運(yùn)行情況做了一個測試。機(jī)房有七太空調(diào),運(yùn)行時間四年。其中空調(diào)的性能系數(shù)有比較大幅度的衰減,這已經(jīng)給出了各個性能的情況,最大的已經(jīng)衰減到百分之三四十,所以總體上來說,性能的指標(biāo)比較低的。比如說有的已經(jīng)不到二。同時,總體的水平而言也是比較低的。這是中小型的風(fēng)能器,實際的能耗水平。
第二,一些機(jī)房用風(fēng)能式的,他的室外機(jī)布置的時候比較密集,不能通常的散熱,導(dǎo)致一部分熱量堆積,跟進(jìn)風(fēng)混合,導(dǎo)致空調(diào)器的冷凝聚溫度過高,得出一個測試結(jié)果,室外空氣溫度比較低的,但是進(jìn)到室外機(jī)的空氣溫度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于室外空氣的溫度,這樣就可以看出來室外機(jī)的冷卻效果大打折扣。弄不好室外溫度稍微高一些就有可能引發(fā)高度的保護(hù)。這是會采取的一個情況。這是另外一個機(jī)房里室外機(jī)的情況,同樣可以看出來基極空調(diào)室外機(jī)進(jìn)風(fēng)溫度比室外機(jī)要高好幾度。
第三,室內(nèi)的氣流組織,有這樣一個例子可以給大家看一下存在的例子,這幾臺空調(diào)在房間里冷卻,同時對機(jī)房內(nèi)部的,包括機(jī)柜里邊的溫度進(jìn)行測試。大家看一下,通道里邊的溫度、各個通道是不一樣的,通道里邊距離空調(diào)遠(yuǎn)近的溫度也是差別比較大。同時還可以發(fā)現(xiàn),我的送風(fēng)溫度由于室內(nèi)不一定滿負(fù)荷,所以送風(fēng)存在一定的波動。實際上這個房間里總體情況,總體的溫度保障情況并不是很好,個別的位置實際上存在溫度過高的情況。但實際上從我們給出來的風(fēng)道情況大家可以看出來,送風(fēng)的溫度存在明顯的波動。盡管存在室內(nèi)有一些地方溫度已經(jīng)超標(biāo),但實際上這些空調(diào)并沒有100%在這兒干活,干一會兒歇一會兒,這些情況都是使得氣流組織至出來的冷風(fēng)沒有送到遠(yuǎn)端需要冷的地方去,而直接短路回到我的回風(fēng)口,導(dǎo)致我的回風(fēng)溫度偏低。
這些情況說明,氣流組織如果做不好,我們制作出來的能量,可能沒法到達(dá)所需要的地方,而且可能導(dǎo)致我的冷機(jī)現(xiàn)在室內(nèi)能量是足夠多的,不能出現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)營而艱辛運(yùn)營。
從這個圖片里可以更明顯的看到,右邊三個圖實際上是三個機(jī)組送風(fēng)、回風(fēng)。從這些可以看出來,中間挺好的,一直都是在滿負(fù)荷的干活,但是上面、下面的兩個機(jī)組干一會兒、歇一會兒,主要的原因是我每一個空調(diào)負(fù)責(zé)的區(qū)域情況不完全一樣,所以我有的空調(diào)回風(fēng)溫度是比較低的,而有的回風(fēng)溫度是比較高的,導(dǎo)致里邊的空調(diào)不是在全力干活,歷史內(nèi)部的溫度會存在明顯高溫的區(qū)域或者點。另外一個情況,不光是通道里邊的空氣進(jìn)到機(jī)柜里存在著很大的溫度差異,這中間測試的機(jī)柜,機(jī)柜里邊和機(jī)柜外邊的通道以及機(jī)柜后門里頭和外邊的溫度,大家可以看到送風(fēng)溫度只有二三十度,進(jìn)到機(jī)柜里邊已經(jīng)上升到幾十度。再從機(jī)柜到后門溫度又特別高了。出來的時候,這個地方更高了。
這個問題,我盡管通道中的溫度可能滿足要求,但實際上進(jìn)到機(jī)柜里邊的溫度不見得真正能夠滿足要求。我們測試的機(jī)柜,門是關(guān)閉的。我們把前后們打開之后,來檢測效果。從前后門打開,前門打開之后進(jìn)入到機(jī)柜的空氣溫度明顯下降,如果把后門也打開,從后門出來的空氣溫度也顯著下降。這就說明我們現(xiàn)在的機(jī)柜盡管現(xiàn)在有開孔,好像空氣能近取,但事實上空調(diào)的空氣進(jìn)入到柜子里阻力是比較大的。如果柜子設(shè)計不合理,導(dǎo)致通道冷風(fēng)很難冷卻機(jī)柜里的設(shè)備。不解決這個問題高效的冷卻方式很好的吸收組織就無從談起。
對于地板下送風(fēng)的氣流組織問題,我們也做了測試。像地方下送風(fēng),今天有很多的專家都提到過,由于里邊的高度不一樣,由于里邊的布線等對流通的阻礙作用,實際上下送風(fēng)地板出風(fēng)的阻力是不一樣的,族風(fēng)量也有很大的差異。此外下送風(fēng)的機(jī)口和機(jī)柜也不一樣,實際上大量下送風(fēng)的出風(fēng)口的量非常大。所以說下送風(fēng)這樣的方式,怎么讓出風(fēng)更均勻,這也是我們怎樣利用好下送風(fēng)的一個方面。
針對這樣的一些情況,IDC機(jī)房精密空調(diào)系統(tǒng)要進(jìn)一步降低能耗,我們認(rèn)為有這樣一些主要的途徑。一個是說氣流組織設(shè)計要合理,第二個要有高效的冷源。第三應(yīng)該保障高效的冷卻效果,避免室內(nèi)外機(jī)的熱量堆積。分別就這三方面簡單的說一下。第一,關(guān)于氣流組織,氣流組織過去只是定性來說,哪個氣流組織好,除了定性以外應(yīng)該有定量的分析,定量分析不僅僅要分析空調(diào)把各個風(fēng)送到冷熱通道的情況,更重要是分析空氣進(jìn)入到機(jī)柜里邊的情況。像冷熱通道分割的技術(shù)措施,有一些想法是非常好的。實際上大量的實際工程的冷熱通道,即使風(fēng)格了,氣流有效利用,熱氣流沒有有效的參合,能做到這一點是不多的。應(yīng)該以機(jī)柜的設(shè)計,和室內(nèi)機(jī)房組織的設(shè)計,在單獨(dú)思考的基礎(chǔ)上要結(jié)合一塊兒考慮。從而使得制出來的冷風(fēng)能夠高效的引入到被冷卻的區(qū)域中去。
這里邊有一個簡單的例子,對于上送風(fēng)機(jī)房出現(xiàn)的情況,我們采用氣流組織模擬的方案怎么優(yōu)化他,解決他存在的問題。這一細(xì)節(jié)不給大家展開說,我們可以通過各式各樣送風(fēng)的方式,包括送回風(fēng)的方式,送回風(fēng)的位置,通過這樣的方式怎么解決局部的熱點以及熱量,從到鬼子里頭的熱量,可以再選出送歸取得合作方案。
評價冷源要客觀公正,單純的說指一部分的效率,因為制冷的環(huán)節(jié),不管是用風(fēng)能還是制冷,你消耗所有的能源,包括水泵、機(jī),這些都是能源消耗,應(yīng)該是你最后供應(yīng)的總能量。得到這樣一個結(jié)果或者說系統(tǒng)提供的行業(yè)化來說,這是高效不高效最標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)。這樣的指標(biāo)如果更多的環(huán)節(jié)這些環(huán)節(jié)的能耗都降下去,否則就會導(dǎo)致能效水平并不是很高。
一個高效的能源系統(tǒng)應(yīng)該具備冷的設(shè)備本身要高效,同時輸配環(huán)節(jié),他的能源消耗要少。其次,在額定的工況點效率高并不一定真正高,必須在全年勻速過程中都能表現(xiàn)出。我們廣大地區(qū),應(yīng)該具備外部冷源的環(huán)境,這樣的運(yùn)行才是一個高效的系統(tǒng)。我們研究的熱管和蒸汽壓縮,這兩個技術(shù)符合在一起的智能設(shè)備。這種設(shè)備他把熱管的功能和普通壓縮的工具結(jié)合起來。目前來看,這樣的系統(tǒng),具有非常明顯的優(yōu)勢,第二是具備空調(diào)特點。在外界溫度比較低的時候,關(guān)閉壓縮家,利用熱管將里邊的能量釋放出去。采用這樣的方案,在全年外文比較低的時候,利用熱管給設(shè)備散熱,從而實現(xiàn)高效。
這個設(shè)備是簡單的原理圖,在這基礎(chǔ)上可以實現(xiàn)很多非常多種的產(chǎn)品,像我們用風(fēng)能代替目前普遍空調(diào)的機(jī)組,還可以使用蒸發(fā)冷卻的換熱器,這跟冷卻塔的冷卻效果一樣,這樣的效果比風(fēng)能效果好的多,依然可以實現(xiàn)自然冷卻,自然冷卻時間比普通的熱管冷卻時間還要長。因為當(dāng)外界溫度比較高的時候這一溫度可以降低,可以由更長的自然冷卻的時間??梢詫L(fēng)能和蒸發(fā)冷氣的冷氣效果結(jié)合起來。第二個產(chǎn)品做成水冷式的機(jī)組,這跟我們的冷卻塔結(jié)合,在水文比較低的時候?qū)崿F(xiàn)熱管的自然冷卻,或者在溫度比較高的時候,采用常規(guī)的方式。另外應(yīng)用這種方式可以跟冷卻機(jī)組跟水源熱泵相結(jié)合。像這種方案可以將IDC機(jī)房的發(fā)熱,通過水冷式的機(jī)組,在冬天通過熱量把它傳遞到水環(huán)中,水環(huán)就可以使用熱泵熱水器,或者說用于室內(nèi)采暖或者用于熱水,這種方式就會代替本身的鍋爐,這不僅可以解決問題,還可以提供熱的解決方案,這都是應(yīng)用的非常好的解決措施。
也可以做出水冷式的機(jī)組,符合的機(jī)組可以產(chǎn)生冷水,在溫度比較低的時候直接產(chǎn)生冷水,用冷水直接送到室內(nèi)。各個專家提到了,水冷送到室內(nèi)要解決冷水進(jìn)室內(nèi)的相關(guān)問題。代替冷水進(jìn)室內(nèi),我們還可以用風(fēng)能、蒸發(fā)能的冷水機(jī)組,代替他的另外一種形式是直接用冷劑進(jìn)到各個柜子里,這也是帶自然的冷卻系統(tǒng),這種冷卻系統(tǒng)可以一托一也可以一托多,帶到高效的位置上去,實現(xiàn)高效的冷卻。關(guān)于熱導(dǎo),工程做完之后以前室外機(jī)不能正常運(yùn)行,采用這個方法可以非常好的使用在非常炎熱的條件下也可以正常運(yùn)行。
實際使用完改造完的效果情況,測量完進(jìn)風(fēng)情況,風(fēng)溫遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于這樣的情況,所以取得比較好的效果。
總體來看這樣幾種措施可以較大幅度降低IDC機(jī)房的空調(diào)能源消耗。這是設(shè)備節(jié)能情況,在核定工作下的能耗是2.8%、2.3%,在自然冷卻這一塊,把這種設(shè)備應(yīng)用到工程中,跟其他的設(shè)備采用間隔運(yùn)行的方式,比如說我這個設(shè)備運(yùn)行一天,對你的設(shè)備運(yùn)行一天來對比能耗,從這里邊可以看出來,大家保障溫度的情況以及使用消耗的情況,通過這種方式來保證能源的對比,可以看到同條件下這樣的設(shè)備節(jié)能率大概是在40%左右。不同地區(qū)大概都是在35%-50%的比例。從理論分析也可以得到這樣一個結(jié)果,節(jié)能率大概是在這樣一個范圍。