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數(shù)據(jù)中心能效指標(biāo)PUE的進(jìn)一步研究工作





以下的模型能夠清晰定義數(shù)據(jù)中心的主要耗電環(huán)節(jié)，為機(jī)房節(jié)能設(shè)計(jì)與運(yùn)營(yíng)提供了可行的數(shù)學(xué)模型。





顯然，數(shù)據(jù)中心節(jié)能的重點(diǎn)在于空調(diào)部分的能效指標(biāo)，即PUE空調(diào)因子。機(jī)房空調(diào)的能效指標(biāo)又與機(jī)房的熱密度、風(fēng)道布置、冷熱通道、機(jī)房建筑熱負(fù)荷、室外機(jī)布置、室內(nèi)機(jī)布置等諸多因素相關(guān)，這是本文下一步研究工作需要探討的。





此外，有關(guān)水制冷系統(tǒng)與直接風(fēng)冷系統(tǒng)DX的爭(zhēng)論，也將具體討論。





空調(diào)提供的制冷劑機(jī)外循環(huán)也是最新的技術(shù)，如果能成功產(chǎn)業(yè)化，將降低PUE空調(diào)因子到0.2左右（一年內(nèi)平均）。





機(jī)房PUE無(wú)論怎樣變化，都是大于1的乘數(shù)因子。要做到最佳節(jié)能，降低服務(wù)器等IT設(shè)備的功耗，才是最立竿見(jiàn)影。比如之前的總耗電量為1.6，當(dāng)降低服務(wù)器設(shè)備功耗為0.8的時(shí)候，數(shù)據(jù)中心總功耗立即降低為0.8×1.6=1.28。IT設(shè)備降低了0.2，而耗電量降低了0.32。這就是乘數(shù)因子效應(yīng)。

機(jī)房海洛斯精密空調(diào)選型設(shè)計(jì)方案
模塊化機(jī)房海洛斯精密空調(diào)采用一體式機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具備新風(fēng)節(jié)能、大風(fēng)量、高顯熱、高效過(guò)濾、網(wǎng)絡(luò)控制等功能，滿足機(jī)房的高負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的散熱要求。特征：節(jié)能一體式機(jī)房空調(diào)采用一體式機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具備新風(fēng)節(jié)能、大風(fēng)量、高顯熱、高效過(guò)濾、網(wǎng)絡(luò)控制等功能，滿足機(jī)房的高負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的散熱要求。多種制冷方式：風(fēng)冷機(jī)房空調(diào)、水冷機(jī)房空調(diào)、冷凍水機(jī)房空調(diào)、風(fēng)冷雙冷源機(jī)房空調(diào)、水冷雙冷源機(jī)房空調(diào)，乙二醇機(jī)房空調(diào)型等多種機(jī)型，型單機(jī)從5.5KW～200KW，水冷型單機(jī)從5.5KW～200KW。
全年制冷


由于機(jī)房的發(fā)熱量很大，有的IDC機(jī)房發(fā)熱量更是達(dá)到30 kw/O以上,所以全年都是制冷。


這里需要提到的一點(diǎn)是機(jī)房海洛斯精密空調(diào)也有加熱器，只不過(guò)是在除濕的時(shí)候啟動(dòng)的。應(yīng)為除濕時(shí)出風(fēng)溫度要相對(duì)較低，避免房間溫度降低得太快（機(jī)房要求溫度變化每10分鐘不超過(guò)1℃，濕度每小時(shí)不超過(guò)5%）。
高顯熱比


顯熱比是顯冷量與總冷量的比值?？照{(diào)的總冷量是顯冷量和潛冷量之和，其中顯熱制冷是用來(lái)降溫的，而潛冷是用來(lái)除濕的。機(jī)房的熱量主要是顯熱，所以機(jī)房海洛斯精密空調(diào)的顯熱比較高，一般在0.9以上（普通舒適型空調(diào)只有0.6左右）。大風(fēng)量、小晗差是機(jī)房空調(diào)與其他空調(diào)的本質(zhì)區(qū)別。采用大風(fēng)量，可以使出風(fēng)溫度不至于太低，并加大機(jī)房的換氣次數(shù)，這對(duì)服務(wù)器和計(jì)算機(jī)的運(yùn)算都是有利的。機(jī)房的短時(shí)間內(nèi)溫度變化太大會(huì)造成服務(wù)器運(yùn)算錯(cuò)誤，機(jī)房濕度太低會(huì)造成靜電（濕度在20%的時(shí)候靜電可以達(dá)到1萬(wàn)伏）。
高能效比


能效比（COP）即使能量與熱量之間的轉(zhuǎn)換比率，1單位的能量，轉(zhuǎn)換為3單位的熱量，COP=3。由于大部分機(jī)房海洛斯精密空調(diào)采用渦旋式壓縮機(jī)（最小的功率也有2.75KW），COP最大可以達(dá)到5.6。整機(jī)的能效比達(dá)到3.0以上。
高精度設(shè)計(jì)


機(jī)房海洛斯精密空調(diào)不僅對(duì)溫度可以調(diào)節(jié)，也可以對(duì)濕度可以調(diào)節(jié)，并且精度都是很高的。計(jì)算機(jī)特別是服務(wù)器對(duì)溫度和濕度都有特別高的要求，如果變化太大，計(jì)算機(jī)的計(jì)算就可能出現(xiàn)差錯(cuò)，對(duì)服務(wù)商是是很不利的特別是銀行和通訊行業(yè)?，F(xiàn)在的機(jī)房海洛斯精密空調(diào)要求一般在溫度精度達(dá)±2℃，濕度精度±5%，高精度機(jī)房海洛斯精密空調(diào)可以溫度精度達(dá)到±0.5℃，濕度精度達(dá)到±2% 。
高可靠性


一個(gè)機(jī)房最注重的就是可靠性。全年8760小時(shí)要無(wú)故障運(yùn)行，就需要機(jī)房空調(diào)可靠的零部件和優(yōu)秀的控制系統(tǒng)。一般機(jī)房多是N+1備份，一臺(tái)空調(diào)出了問(wèn)題，其他空調(diào)就可以馬上接管整個(gè)系統(tǒng)。目前最知名的產(chǎn)品有：CAROSS卡洛斯、艾默生、雷諾威機(jī)房空調(diào)等都是目前做頂端的產(chǎn)品。


與相同制冷量的舒適性空調(diào)機(jī)相比，機(jī)房海洛斯精密空調(diào)機(jī)的循環(huán)風(fēng)量約大一倍，相應(yīng)的焓差只有一半，機(jī)房海洛斯精密空調(diào)機(jī)運(yùn)行時(shí)通常不需要除濕，循環(huán)風(fēng)量較大將使得機(jī)組在空氣露點(diǎn)以上運(yùn)行，不必要像舒適性空調(diào)機(jī)那樣為應(yīng)付濕負(fù)荷而不得不使空氣冷卻到露點(diǎn)以下，故機(jī)組可以通過(guò)提高制冷劑的蒸發(fā)溫度提高機(jī)組運(yùn)行的熱效率，從而提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，顯熱比為1.0的機(jī)組的單位制冷量的能耗僅是顯熱比為0.6的機(jī)組的60%左右。同樣，機(jī)房要求溫濕度指標(biāo)相對(duì)穩(wěn)定，較大的循環(huán)風(fēng)量將有利于穩(wěn)定機(jī)房的溫濕度指標(biāo)，顯然，在制冷量一定的情況下，風(fēng)量的增大將導(dǎo)致焓差的減少，因而通常機(jī)組只能在顯熱比相當(dāng)高的工況下運(yùn)行，這恰恰與機(jī)房的負(fù)荷特點(diǎn)相適應(yīng)。


通常舒適性空調(diào)冷負(fù)荷中有30%是為了消除潛熱負(fù)荷，有70%是為了消除顯熱負(fù)荷。對(duì)機(jī)房來(lái)講，其情況卻大不相同，機(jī)房主要是設(shè)備散出的顯熱，室內(nèi)工作人員散出的熱負(fù)荷及夏季進(jìn)入房間的新鮮空氣的熱濕負(fù)荷（僅占總負(fù)荷的5%）。并且冬季是需要加濕而不是減濕，即使在冬季機(jī)房仍需要消除熱負(fù)荷，特別是程控機(jī)房更是如此。鑒于以上特點(diǎn)，如將一般舒適性空調(diào)機(jī)組用于機(jī)房，則會(huì)造成能量浪費(fèi)。例如一個(gè)熱負(fù)荷為 7056kcal/h的機(jī)房，若使用機(jī)房海洛斯精密空調(diào)機(jī)組，則總耗電量為2.7kw，而舒適性空調(diào)機(jī)組則需耗電8.1kw，即多耗電兩倍。同樣制冷量的空調(diào)機(jī)其風(fēng)量各異，舒適性空調(diào)機(jī)的風(fēng)量與冷量比為1:5，而恒溫恒濕機(jī)風(fēng)量與冷量比為1:3.5，機(jī)房專用海洛斯精密空調(diào)機(jī)具有大風(fēng)量、小焓差、高顯熱比的特點(diǎn)，通常焓差為2kcal/kg左右。也就是說(shuō)，機(jī)房的熱負(fù)荷90%～95%是顯熱負(fù)荷，同樣的熱負(fù)荷顯熱比越高要求送風(fēng)量越大。這就要求機(jī)房的機(jī)房海洛斯精密空調(diào)系統(tǒng)能夠提供較大的送風(fēng)量，所以一般機(jī)房送風(fēng)量要比通常舒適性空調(diào)房間所需的送風(fēng)量大1.6～2倍。
機(jī)房的熱負(fù)荷變化幅度較大


通常要在10%～20%之間變動(dòng)，這是由于主機(jī)設(shè)備所處的工作狀態(tài)不同，消耗的功耗不同所造成的。因此，機(jī)房海洛斯精密空調(diào)系統(tǒng)必須能夠適應(yīng)這種負(fù)荷的變化，以使電子元器件工作在所要求的環(huán)境條件之中，保證電路性能的可靠性。
送回風(fēng)方式多樣


由于要與電子通信設(shè)備的冷卻方式相適應(yīng)，機(jī)房的空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)回風(fēng)方式是多種多樣的：有上送風(fēng)、下送風(fēng)，有上回風(fēng)、下回風(fēng)、側(cè)回風(fēng)等，生產(chǎn)企業(yè)一般是利用標(biāo)準(zhǔn)化手段開(kāi)發(fā)一系列機(jī)型，以滿足用戶的不同需要。


機(jī)房海洛斯精密空調(diào)機(jī)送風(fēng)形式多為上送下回和下送上回式。機(jī)房中鋪設(shè)防靜電活動(dòng)地板，機(jī)房海洛斯精密空調(diào)采用下送上回式送風(fēng)，使冷氣直接進(jìn)入活動(dòng)地板下，這樣使地板下形成靜壓箱，然后通過(guò)地板送風(fēng)口，把冷氣均勻地送入機(jī)房?jī)?nèi)，送入設(shè)備機(jī)柜內(nèi)。為此，機(jī)房海洛斯精密空調(diào)調(diào)應(yīng)有足夠的風(fēng)量把機(jī)房中的熱量帶走。采用這種送風(fēng)形式可大大提高空調(diào)效率，同時(shí)還可以大幅度節(jié)省過(guò)去習(xí)慣的管道送風(fēng)的工程費(fèi)用，降低工程造價(jià)，使室內(nèi)布局美觀。這是機(jī)房理想的送風(fēng)方式。當(dāng)然，機(jī)房送風(fēng)形式要與設(shè)備散熱形式一致。

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