数据中心超高效空调系统的研究与实践

1、数据中心超高效空调系统研究与实践第1页上海青浦某数据机房项目建设要求：制冷功率：700kW环境温度：252相对湿度：4070%能效要求：PUE1.2可靠性要求：二十四小时不间断运行第2页上海青浦某数据机房主要挑战： 021.891.81.671.7数据中心平均 PUE 调查数据起源： 数据中心产业调查汇报意味着：CLF制冷0.1 （COP制冷10） CLF风0.04 数据中心总能耗 PUE =IT设备能耗PLF+CLF+1 空调设备能耗 CLF =IT设备能耗0.14PUE1.21第3页上海青浦某数据机房任何功效单元单独失效都不能影响系统全局任一功效单元失效都能得到代偿或替换全部功效单元应独立

2、且完备，在相关单元失效时不依赖其它系统干预，自动完成对失效单元代偿或替换失效单元能够在要求时间内恢复二十四小时不间断运行2第4页研究关键内容 供水温度确定1 制冷主机选择2 水风换热要求3 无中心系统4 云端大数据5第5页供水温度确定常规冷站环境温度要求：28送风温度17.5 7供水12回水COP制冷4.0CLF0.4CLF制冷0.25 CLF风0.15 第6页供水温度确定主机COP是决定系统效率主要原因供冷温度()冷却温度()蒸发温度()蒸发压力(MPa)冷凝温度()冷凝压力(MPa)压缩比理论COP实际COP7/1232/3750.3496380.96302.468.426.112/173

3、2/37100.4146380.96302.1110.17.318/2330/35160.5041360.91171.6914.4510.522/2730/35200.5716360.91171.5118.313.3制冷剂：R134ACOP制冷10.0 必须选择 22 以上供水！第7页供水温度确定高效冷站环境温度要求： 25222 供水COP制冷10CLF0.14CLF制冷0.1 CLF风0.04 27回水37回风24送风第8页制冷主机选择4.00当前市场上不一样类型冷水机组 冷量-COP 曲线要到达系统 COP10 主机怎样选择？4.505.005.506.00140015001600170

4、0180019002100220023002400250026002700280029003000第9页制冷主机选择螺杆机（定制压缩比1.51）变频离心机（降额使用）永磁同时变频离心机（降额使用）磁悬浮离心机（降额使用）第10页水风换热要求目标：换热温差 3（22 进水，25 送风）CLF 风0.04扩大表冷器迎风面积增加换热管排数减小风程冷冻水供水22冷冻水回水26回风温度37进风温度24第11页无中心系统管理群：视界箱、列头柜供电群：配电柜、列头柜、UPS空气处理群：分布式冷却单元供冷群：集成冷站第12页云端与大数据第13页取得超高效空调系统关键要素第14页关键节点单冷源制冷量满足系统要求

5、标准化、集成化、模块化高效冷站1全 局 图俯 视 图局 部 图第15页关键节点串联结构高效冷站1取消电动蝶阀智慧控制可靠性设计关键TTTTQ冷源控制装置第16页关键节点双冷站联合供冷且互为备份高效冷站1群意识、群决议、群进化第17页关键节点热通道封闭分布式空气处理单元2第18页关键节点冷通道开放分布式空气处理单元2第19页关键节点智慧控制分布式空气处理单元2每个DHU都带有控制单元、各自能按本机柜热负荷自动调整风量第20页关键节点失效代偿分布式空气处理单元2机房末端空调系统采取开放冷通道、封闭热通道设计；某一DHU失效时，失效机柜热通道将会打开、与冷通道相连，由来自其它正常运行DHU提供低温循

6、环冷却气流向失效机柜内部进行散热降温故障101#102#103#201#202#203#第21页运行效果现场概况1第22页运行效果制冷系统运行效果2人工冷源运行室内温度25.1室内湿度60.71%CLF风=0.17/6.62=0.026第23页运行效果制冷系统运行效果2自然冷源运行室内温度25.1室内湿度60.71%CLF风=0.17/6.04=0.028第24页运行效果运行效率3制冷方式PUE年投运时长条件天（d）小时（h）人工冷源1.151543105湿球温度高于18自然冷源1.092115655湿球温度低于18系统节能率23%综累计算PUE为 1.12第25页小结高效PUE1.15 CLF0.13，其中CLF冷站0.1，CLF风0.03COP冷站10.0运行成本大幅降低1高可靠二十四小时不间断