宋姣姣　祝红梅　王晓敏　宋蕾

摘要：在现代数据化不断发展的潮流下，我国数据机房的发展也迎来了重要的时期。国内现在很多的数据机房正在增长，而且发展质量也在迅速提高。在发展的过程中，现在数据的集中化已经成为重要的发展途径，我们需要在现代数据机房的建设过程中重视这个关键环节，不断加强空调机组的方案研究。从现代数据机房来建设中看，很多数据机房的硬件设施还有待提高。虽然现在数据机房数量在不断的增加，但是数据中心的质量却需要我们进行深入研究和提高。数据中心的建设需要优化能源的能耗结构，特别是空调系统，在整个数据机房的消耗中占到了接近50%。这个数字是非常明显的，我们需要做好空调能耗的优化工作。本文主要探讨了交叉式露点间接蒸发冷却空调机组在数据机房的应用方案，以供广大学者和读者朋友参考。

关键词：交叉式露点;冷却空调机组;数据机房;应用方案分析

引言

本文提出了一个确定带横流式换热器的露点间接蒸发冷却器（M循环CrFIEC）产品空气特性的模型。在这方面，使用了最强大的统计方法，即数据处理型神经网络（GMDH）的分组方法。然后将所建立的GMDH模型应用于某型CrFIEC的多目标优化，以年平均性能系数（COP）和制冷量（CC）为优化决策变量，同时使年平均性能系数（COP）和制冷量（CC）最大化。因此，基于Koppen-Geiger分类法，在不同气候条件下对所提出的系统特征进行了优化。结果表明，所有气候条件下的最佳进气速度在1.796～1.957m.s1之间变化，最优风速为0.318。COP和CC的平均值分别提高了8.1%和6.9%。

1 交叉式露点间接蒸发冷却空调的原理

空调是导致我国电网峰值需求的最大因素，也是电网故障和停电的主要原因。发电机和制冷空调机组在高环境温度下效率最低，此时制冷需求最高。这导致污染加剧，对备用发电能力的过度投资，以及峰值资产利用率低下。仅在我国，空调就约占用于发电的所有能源的15%（将近4万亿Btu），这导致每年向大气中排放约3.43亿吨二氧化碳第二年蒸发式空调可通过消除能源浪费和减少电力消耗，减轻对环境的影响。研究人员开发了一种新的多级间接蒸发冷却（IEC）技术，称为Coolerado冷却器。这项技术采用独特的设计，最大限度地发挥其冷却过程的直接和间接阶段的效力。循环的工作原理是在20级过程中同时冷却一次（或产品）空气和二次（或工作）空气。每一级通过将多个直接级与一个间接级相结合来促进冷却。与传统蒸发冷却技术相比，累积的结果是产品空气温度更低，因为该装置可实现90%120%的湿球效率（WBE）。这一过程与其他直接/间接工艺的关键区别在于，积聚水分的工作空气在每个阶段都被排出，从而使产品空气能够以较低的温度输送。间接蒸发冷却器（IECS）利用水蒸发的潜热，在不增加湿度的情况下间接冷却进料过程空气。在IEC运行中，一次通道内的工艺空气温度几乎可以降低到通过湿通道的SCAV-Enger空气的湿球温度（WB）。因此，IEC可以在冷却线圈通过前对流程空气进行预处理，从而减小冷冻机在建筑应用中的尺寸。然而，IEC的性能受到其结构和二次通道中SCAV-Enger空气状况的严重影响。为了提高蒸发冷却性能，各种iec配置在较低的温度下提供空气供应。通过在实际建筑空气处理应用中所经历的操作条件下的实验，比较在两种不同运行模式下运行的IECS的性能。在100%室外空气系统应用的基础上，在两种不同运行方式下，在环境室中对两种常用的跨流IEC进行了测试，并通过对测量数据的分析，对两种工况下两种工况下的湿球效率和冷却能力进行了评价。进入常规或再生IECS的一次空气通常是干燥的或机械地除湿在几种建筑空调应用中。因此，本研究中使用的PRI-Mary空气是在炎热干燥的条件下选择的。

2 实验装置

实验选用了两种不同的横流IECS（IEC 1和IEC 2）。IEC 1的配置是为适应两种工作模式而设计的：一般模式（即模式-1）和再生模式（即模式-2），它可以通过打开或关闭挡板，将PRI-Mary空气重定向到二次空气侧。当阻尼器处于损耗位置时，IEC以-1模式工作。为了在模式-2中操作IEC，应该打开和调节阻尼器，以便将一部分一次空气重新定向到第二空气侧。

在一般操作模式（即模式-1）中，一次空气不指向二次侧，并流经水平干道，而二次空气则以U形通过湿通道。为了测试IECS下模-1和模式-2操作的冷却性能，每个IEC单元被放置在由两个分离室组成的测试设备中：一个主空气室和一个室内空气室。每个燃烧室都由恒温和湿度单元维护，以保持舱内的焦油获取条件。一次空气室产生温暖和干燥的空气，以模拟后期除湿的一次空气通过除湿系统在IEC之前。室内空气室只有在两台IEC装置在-1模式测试时才能启动，产生模拟室内空气条件的室内空气，作为二次风流，IEC进出口干球和湿球温度以及一次和二次风流的流量由两个标准测试器中的电阻温度计探测器（RTDS）测量。每个气流的湿度比是根据测量的干球和湿球温度来确定的。利用差压传感器和静压传感器测量的压降，确定了一次流和二次流的质量流量，绝对压力也是用绝对压力森-SOR测量的。

3 交叉式露点间接蒸发冷却空调机组在数据机房的应用方案

本文中的项目采用的是某地区数据中心样本，这个数据中心的面积达到了两万5000m2，而且整个机柜的数量接近3000个，每个机柜的功率是五千瓦，数据中心的负荷达到了17600千瓦。这个数据中心的空调机组能耗是非常高的，而且每个系统用到的都是传统的智能方法，这种智能效率比较低，会产生大量的能源浪费。通过对目前这个系统的测量分析，如果采用间接蒸发冷设备系统来替换原有的传统设备，我们可以得到以下的数据对比。

从表格中的数据进行深入分析，虽然在开始项目的时候，间接性冷却蒸发设备投入会比较多，但是他可以保证全年气候条件下不同模式进行调整，这样在面临不同气候的时候，电费就会极大的减少。而且一般在前几年中最普通的冷冻空调就能达到平衡的效果。同样的情况下，如果采用传统的机组系统，只能达到间接蒸发冷却系统工作效率的1/2，并且传统降温设备的消耗水源多出了两倍。间接性蒸发冷却系统更是和纬度较高的地方，在低纬度的地区并不建议使用这种冷却设备。随着气温的逐渐降低，间接性蒸发，冷却系统的性能会进一步提升，而且能够发挥更大的工作价值。但是这种间接性蒸发冷却系统不能够在极端的条件下使用，如果在恶劣条件下长期使用这种冷却设备就会导致系统结冰，反倒影响了冷却效果。

4 结束语

综上所述，间接性蒸发智能系统需要进行合理的选择，发挥更好的制冷作用。而且我们应该在不同的气候条件下，进一步研发间接蒸发冷却技术，发挥最大的节能效果。

参考文献

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基金项目

本文系西安科技大学高新学院校内基金项目之一般性课题《蒸发冷却在数据中心节能分析》（2017KJ-02）。

作者简介

宋姣姣（1989—），女，陕西，限=西安科技大学高新学院，城市建设学院，专职教师。