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暖通系統(tǒng)的節(jié)能措施的論文

時(shí)間:2021-03-24 08:38:12 畢業(yè)論文范文 我要投稿

暖通系統(tǒng)的節(jié)能措施的論文

  本文主要從節(jié)能的角度出發(fā),重點(diǎn)闡述可行的節(jié)能措施,針對(duì)具體工程,可根據(jù)實(shí)際情況選取合理的節(jié)能措施形成一個(gè)完整的、有針對(duì)性的空調(diào)系統(tǒng)。

暖通系統(tǒng)的節(jié)能措施的論文

  充分利用室外氣候條件

  由于數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行時(shí)間為全年不間斷運(yùn)行,所以要求空調(diào)系統(tǒng)全年運(yùn)行,但是在北方地區(qū),過渡季及冬季室外空氣可以作為天然冷源加以利用,從而極大地降低機(jī)械制冷系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間及費(fèi)用。可利用的部分自然冷卻和完全自然冷卻的時(shí)間越長,全年平均的PUE值就越低,意味著越節(jié)能。對(duì)于采用冷卻塔供冷的系統(tǒng)來說,當(dāng)室外濕球溫度降低到某一值時(shí),使得冷卻水供水溫度低于冷凍水回水溫度2℃時(shí),便開始啟動(dòng)部分自然冷卻模式,冷凍水回水經(jīng)板換另一側(cè)的冷卻水冷卻降溫后再進(jìn)入制冷機(jī)組,相當(dāng)于降低了冷機(jī)的負(fù)載率,從而降低了冷機(jī)的壓縮機(jī)功率,達(dá)到節(jié)能的目的;當(dāng)室外濕球溫度持續(xù)降低,使得冷凍水回水經(jīng)板換另一側(cè)的冷卻水冷卻降溫后溫度達(dá)到設(shè)計(jì)供水溫度,此時(shí),進(jìn)入完全自然冷卻模式,停止冷機(jī),完全由冷卻塔承擔(dān)所有負(fù)荷。對(duì)于采用換熱機(jī)組等風(fēng)側(cè)自然冷卻的系統(tǒng)來說,我們主要利用室外干球溫度,當(dāng)室外干球溫度低于室內(nèi)設(shè)計(jì)送風(fēng)溫度2℃時(shí),便可以啟動(dòng)風(fēng)側(cè)自然冷卻的功能,而對(duì)于一些干熱地區(qū)(西北地區(qū)氣候條件),可通過在室外空氣進(jìn)入換熱機(jī)組前加噴淋裝置,使得室外空氣的換熱溫度盡可能的接近濕球溫度,從而延長自然冷卻的時(shí)間。

  設(shè)備的變頻

  (1)制冷空調(diào)系統(tǒng)中,耗電最大的設(shè)備應(yīng)該是制冷機(jī)組,采用變頻冷機(jī)不僅可以在部分負(fù)荷時(shí)降低壓縮機(jī)功率,而且隨著室外濕球溫度的降低,進(jìn)入制冷機(jī)組的冷卻水溫度降低,可大大提高冷機(jī)的COP值,另外,在數(shù)據(jù)中心的空調(diào)系統(tǒng)中冷機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間直接影響蓄冷罐的選型,而冷機(jī)變頻可大大縮減啟動(dòng)時(shí)間,從而減小蓄冷罐的配備容量;(2)水泵建議設(shè)置為變頻泵,其頻率由末端最不利環(huán)路的壓差控制,當(dāng)末端負(fù)荷減小時(shí),水泵頻率相應(yīng)減小,從而節(jié)省水泵耗電;(3)末端空調(diào)的'風(fēng)機(jī)設(shè)置為EC風(fēng)機(jī),風(fēng)機(jī)頻率根據(jù)架空地板內(nèi)靜壓或回風(fēng)溫度控制,從而節(jié)省大量風(fēng)機(jī)耗電;(4)冷卻塔風(fēng)機(jī)采用變頻風(fēng)機(jī),風(fēng)機(jī)頻率根據(jù)室外濕球溫度控制,從而節(jié)省大量風(fēng)機(jī)耗電。

  合理的氣流組織

  數(shù)據(jù)中心主機(jī)房的氣流組織設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵,其目的是防止冷熱風(fēng)的混合,對(duì)于單機(jī)柜熱密度在5kW以下的情況,可考慮按照冷熱通道的設(shè)計(jì)原則;對(duì)于單機(jī)柜熱密度在5kW以上的情況,可考慮按照封閉冷熱通道的設(shè)計(jì)原則,對(duì)于究竟是封閉冷通道還是封閉熱通道,目前國內(nèi)封閉冷通道的占多數(shù),但是隨著室內(nèi)設(shè)計(jì)送風(fēng)溫度不斷的提高,建議封閉熱通道,一方面考慮人所處的環(huán)境舒適性,另一方面封閉熱通道可以降低由機(jī)柜自身而造成的漏風(fēng)率。而對(duì)于傳統(tǒng)的架空地板送風(fēng)模式,由于開孔地板有一定的阻力損失,需要風(fēng)機(jī)更大的壓頭,從而增大風(fēng)機(jī)的功耗,且對(duì)于高密度機(jī)柜來說,架空地板的承重受到限制,所以建議取消架空地板,采用側(cè)送風(fēng)的方式與封閉熱通道配合使用,可最大程度的優(yōu)化氣流組織。

  合理的送風(fēng)溫濕度參數(shù)

  數(shù)據(jù)中心的主機(jī)房送風(fēng)溫濕度參數(shù)主要與IT設(shè)備對(duì)環(huán)境的要求有關(guān),我國數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)規(guī)范GB50174《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]對(duì)主機(jī)房的溫濕度要求見表1。但并未明確具體指哪里的溫度,對(duì)于冷熱通道封閉的情況,則不適用,此時(shí),我們可參照美國ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)[2],其規(guī)定IT機(jī)房內(nèi)的送風(fēng)溫度范圍18~27℃,露點(diǎn)溫度范圍5.5~15℃,在確定送風(fēng)溫濕度時(shí),在推薦范圍內(nèi),可盡可能地提高溫度,從而可相應(yīng)地提高冷凍水供水溫度,不僅可以大幅提高冷機(jī)的COP值,還可以提高自然冷卻的室外溫度設(shè)定點(diǎn),延長自然冷卻的時(shí)間,達(dá)到節(jié)能的目的。而濕度的設(shè)置由于冷熱通道的相對(duì)濕度不同,所以,可通過露點(diǎn)溫度控制,一般可設(shè)定露點(diǎn)溫度在11.5℃左右。

  最優(yōu)化新風(fēng)處理

  數(shù)據(jù)中心主機(jī)房由于對(duì)環(huán)境的潔凈度有一定的要求,所以主機(jī)房一般保持5~10Pa的正壓,折換成新風(fēng)的換氣次數(shù)約1次/h,對(duì)于新風(fēng)的處理,夏季比較簡單,為簡單的除濕過程;但在冬季,由于室外空氣的干球溫度均低于室內(nèi)設(shè)定的露點(diǎn)溫度,且含濕量低于室內(nèi)空氣的含濕量,所以冬季室外空氣的處理過程為加熱加濕,對(duì)于加熱,目前的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀為熱水加熱主用,電加熱備用,這顯然造成了不合理的能源利用。對(duì)于新風(fēng)的加熱,可考慮采用換熱機(jī)組,新風(fēng)機(jī)房近IT機(jī)房旁邊,利用IT機(jī)房內(nèi)的回風(fēng)加熱新風(fēng),不僅可大大降低新風(fēng)加熱的耗熱量,還可以減小末端空調(diào)的負(fù)荷,從而減小末端空調(diào)的風(fēng)機(jī)功耗;對(duì)于加濕,一般采用等溫加濕(電熱式或電極式)和等焓加濕(濕膜加濕),電熱或電極式加濕雖然控制精度高,但耗電量大,對(duì)于一些沒有專用空調(diào)機(jī)房的情況可以采用,但假如IT機(jī)房面積較大,新風(fēng)加濕量大,且有專門的空調(diào)機(jī)房,建議在回風(fēng)處設(shè)置濕膜加濕器,以大幅度節(jié)約電能(見圖1)。

  BMS(BuildingManagementSystem)系統(tǒng)的應(yīng)用

  對(duì)于數(shù)據(jù)中心工程的暖通系統(tǒng)來講,為全年不間斷運(yùn)行,且中間存在機(jī)械制冷與自然冷卻的切換、冷機(jī)的加載與減載等,這些依靠運(yùn)營人員進(jìn)行操作是不現(xiàn)實(shí)的,一套完整的自動(dòng)控制系統(tǒng)不僅可以減少運(yùn)維人員的操作量,而且可以根據(jù)控制條件進(jìn)行精確的模式切換、加減載,使節(jié)能達(dá)到最大化。

  暖通設(shè)備的總裝機(jī)容量

  盡管暖通設(shè)備的總裝機(jī)容量與暖通設(shè)備的節(jié)能并無關(guān)系,但卻會(huì)影響電氣設(shè)備的配置情況,例如可能會(huì)增大變壓器、UPS的容量,增大通過電纜的電流,而這些變化均會(huì)造成電氣設(shè)備的損耗增加,同時(shí)增加了空調(diào)需要承擔(dān)的負(fù)荷,所以,對(duì)于暖通設(shè)備的選型,應(yīng)盡可能地按照詳細(xì)的負(fù)荷計(jì)算進(jìn)行,使得設(shè)備選型準(zhǔn)確,不應(yīng)隨意增大安全系數(shù)。

  水冷背板和干冷盤管

  水冷背板和干冷盤管的共同點(diǎn)是冷凍水直接進(jìn)入IT設(shè)備后部或上部的冷卻盤管,相當(dāng)于省去了末端空調(diào)的風(fēng)機(jī),這對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的PUE影響甚大,節(jié)能效果非常明顯。在國外,一些著名的IT公司自營的數(shù)據(jù)機(jī)房有相當(dāng)一部分采用了這些技術(shù)。但是,目前國內(nèi)運(yùn)營商多數(shù)不能接受水管進(jìn)入IT機(jī)房內(nèi),所以此項(xiàng)技術(shù)在中國并沒有大面積推廣,相信隨著人們認(rèn)識(shí)的改變,技術(shù)的不斷成熟,運(yùn)行費(fèi)用的顯著差異,這些技術(shù)會(huì)逐漸在中國推廣開來。

  結(jié)語

  以上主要從節(jié)能的角度對(duì)數(shù)據(jù)中心工程中暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能點(diǎn)進(jìn)行了一些分析與總結(jié),每一種節(jié)能措施有其對(duì)應(yīng)的應(yīng)用條件,針對(duì)具體的設(shè)計(jì)項(xiàng)目,我們可以從不同的角度分析其特點(diǎn),靈活應(yīng)用各種節(jié)能技術(shù),包括技術(shù)的分拆、組合,最終制定一個(gè)適合于特定項(xiàng)目的最佳方案。作為IT設(shè)備的基礎(chǔ)設(shè)施,必須適應(yīng)IT技術(shù)的更新,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,相信我們的空調(diào)制冷系統(tǒng)還會(huì)有巨大的變化,作為一個(gè)數(shù)據(jù)中心的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)人員,應(yīng)該實(shí)時(shí)了解IT設(shè)備的更新情況,從而調(diào)整我們的設(shè)計(jì)思路,使得空調(diào)系統(tǒng)更具有針對(duì)性、先進(jìn)性。(本文作者:陳波 單位:天津喜邦建筑工程設(shè)計(jì)有限公司)

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