模块化机房空调的节能技术发展

模块化机房空调的节能技术发展

跟着数据中心的高速展开，机房立异节能也被提升到相当重要的方位，而其间的机房空调节能更是扮演着无关宏旨的人物，高能效的机房空调也就愈来愈遭到数据中心客户的欢迎。现在，行业界也接连出现了能效比在3.0以上的风冷机房空调机组和能效比在25以上的冷冻水型机房空调机组，经过研讨和对比，不难发现高能效机房空调机组的一个共性特征“模块化规划”。空调也可模块化吗？模块化真的高能效吗？专家为我们从系统和结构上深化研讨了模块化机房空调的能效表现。

我们可能会问什么是“模块化机房空调”？和传统机房的空调的首要差异？如附图1所示模块化机房空调分为电控&器件模块、制冷模块，各制冷模块的结构和功用相同且相互独立。而传统的机房的空调结构方法大体可以分为两种：1、制冷模块1蒸发器和模块2蒸发器分别左右一个“V/A”放置，见附图2；2、“/”型盘管结构，特征是盘管为从左到右为一整片，而制冷系统1和系统2的安排又分为系统1/2上下安排及系统1/2里外叠放，见附图3。

首要介绍下能效比EER的概念，能效比等于总制冷量/总输入功率（EER=Qe/P），总输入功率包含压缩机功率，室内机风机功率，室外机风机功率；那么前进EER可以分两个方向，前进制冷量和下降输入功率。由于模块化规划首要是机房空调室内机的模块化，所以本文只分析模块化机房室内机空调的节能，我们假定压缩机不变和室外冷凝温度不变（假定冷凝温度为48摄氏度）。那么依照这两个方向分析：

由于压缩机不变，从逆卡诺循环看，前进蒸发温度可以前进单位质量流量制冷量，一同前进蒸发温度会减小压缩机吸进口的比容，可以前进系统的制冷剂质量流量，二者叠加会有用的前进制冷量。但蒸发器温度的前进对压缩机的输入功率影响很小。所以前进蒸发温度前进制冷量的最有用方法。

减少总输入功率首要是压缩机功率和室内风机功率，由于压缩机的输入功率的最首要影响要素是冷凝温度，依据我们假定安稳冷凝温度，我们政策可以断定在室内机的功率。

综上所述：理论上前进EER，针对室内机需求集中力量解决的是前进蒸发温度和下降室内机风机功率。前进蒸发温度需求增加蒸发器的换热：1.前进蒸发器面积（与占地面积敌对）；2.在坚持风机功率不变或减少的基础上前进风量；3.前进蒸发器空气侧气流分配均匀性；4.前进蒸发器制冷剂分配均匀性。而要在坚持风量不变或许前进的基础上下降室内风机功率：1.树立室内空调空气侧机内阻力（机内阻力包含过滤网阻力，盘管阻力，机内流道阻力）；2.前进风机功率。

结合以上的理论分析，机房空调室内机模块化规划的节能优势就表现出来了。从附图1可以看到：

由于电控&制冷器件独立模块，单位占地面积蒸发器面积比“V/A”型可以前进5~10%，比“/”型可以前进10~15%左右。一同根本全部器件被安排在独立模块中，会导致整个机组的流道阻力会下降100Pa以上，也减少气流不均匀性的影响。

模块化上下送风空调的过滤网是贴合蒸发器放置，与传统的空调上送风过滤网门置和下送风顶置有着很大的差异，过滤网面积是传统的机房空调的2~2.5倍。我们都知道过滤网的空气阻力与迎面风速平方成正比，所以模块化空调的过滤网空气侧阻力可以从200~300Pa减少至60Pa左右（依据蒸发器的迎面风俗在2.2m/s）。由于过滤网贴合蒸发器放置，相当于使空气在进入蒸发器前天然增加一个均流器，进一步前进蒸发器的空气侧分配均匀性。

模块化的空调的蒸发器为前后“W/M”放置，每个制冷模块中包含一组“V/A”蒸发器，风机居中放置，“V/A”蒸发器中的两片换热器的空气侧完全对称，空气侧的风速分布完全均匀。再看附图2中，“V/A”型结构天然会导致前后两个系统的换热器空气分配不均，系统1和系统2的工作参数会不同。再看附图3“/”型的由于盘管会比较长，相对风机的最远端和最近端的距离太大，导致整个蒸发器的空气侧分配的不均匀性。模块化结构盘管的空气侧CFD分析附图5，两头盘管风速及均匀性出色。

由于模块化结构天然空气侧分配均匀性以及过滤网的均流效果，加上分配毛细管的优化，各制冷模块的蒸发器各回路回气温度的差异在±2℃，这意味着制冷剂分配非常均匀。制冷剂侧分配可以进一步前进蒸发器温度以及系统安稳性，一同可以进一步前进空调的显热比。

模块化机房空调的较小空气侧阻力的特征，可以优化风机的作业点，在相同风量情况，大大的下降风机输出功率。以100kW空调为例，传统的机房空调风机输入功率为6.6kW左右，模块化机房空调的风机输入功率为5.0kW左右.

模块化机房空调的大蒸发器以及高制冷剂分配均匀性的特征，制冷系统的蒸发器温度在8.5~9.5℃，与传统机房空调的6.0~7.0℃比较是一个较大的跨过。

综上所述，选用先进的模块化结构规划理念，增加单位占地面积蒸发器面积，增加过滤网过滤面积，下降了机组空气阻力，前进制冷剂侧分配均匀性，前进了蒸发温度，然后前进制冷量，下降了风机功率，前进了空调的能效比EER。现在经过专业CFD仿照以及实机验证检验，一般风冷机房空调选用模块化节能规划后能效比可高达3.2以上，冷冻水型机房空调选用模块化节能规划后能效比可高达25以上。