今天我們一起來了解下模塊化機房空調,看一看相對于普通的機房空調,它到底有啥不一樣?
什么是模塊化機房
首先來了解下,什么是模塊化機房?
所謂的模塊化機房,它是可以將大型數(shù)據(jù)中心分割成若干個獨立模塊,每個模塊各自集成機房的所有功能,包括機柜、配電柜、ups、精密空調、動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)、冷通道、電池柜等產品,形成一個模塊化一體化產品,每個模塊都可以根據(jù)建設規(guī)模、功率負載、資源配置的標準進行設計和施工。尤其是隨著it設備需求的不斷發(fā)展,可以按需增添獨立模塊,從而實現(xiàn)快速建設,快速復制已有的數(shù)據(jù)中心。
說得更簡單直白一點:就是組建機房像搭積木,快速簡單便捷有效。
模塊化機房特點
1、部署速度快、簡易。
工廠預制部件,現(xiàn)場組裝,通常部署周期只需要幾周時間;
相比之下,建造常規(guī)的數(shù)據(jù)中心通常需要幾個月;可支持水泥地面,無須防靜電地板安裝。
2、設計精準、高效制冷。
占地面積小,常規(guī)數(shù)據(jù)中心占地一般是微模塊數(shù)據(jù)中心3倍以上;
3、節(jié)能減排,降低運營成本。
4、模塊化架構,靈活擴容。
采用模塊化的部件和統(tǒng)一的接口標準,支持模塊以單/雙機架為單位靈活擴展;按需分配,單機柜功率密度支持從3kw~25kw/機架平滑升級。
5、智能監(jiān)控,精細管理。
6、投資靈活,按需部署。
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2、和傳統(tǒng)機房空調對比
如附圖1所示模塊化機房空調分為電控&器件模塊、制冷模塊,各制冷模塊的結構和功能相同且相互獨立。
而傳統(tǒng)的機房的空調結構形式大體可以分為兩種:
1、制冷模塊1蒸發(fā)器和模塊2蒸發(fā)器分別左右一個“v/a”放置,見附圖2;
由于模塊化設計主要是機房空調室內機的模塊化,所以本文只分析模塊化機房室內機空調的節(jié)能,我們假定壓縮機不變和室外冷凝溫度不變(假定冷凝溫度為48攝氏度)。那么按照這兩個方向分析:
1) 由于壓縮機不變,從逆卡諾循環(huán)看,提高蒸發(fā)溫度可以提高單位質量流量制冷量,同時提高蒸發(fā)溫度會減小壓縮機吸入口的比容,可以提高系統(tǒng)的制冷劑質量流量,二者疊加會有效的提高制冷量。但蒸發(fā)器溫度的提高對壓縮機的輸入功率影響很小。所以提高蒸發(fā)溫度提高制冷量的最有效手段。
2)減少總輸入功率主要是壓縮機功率和室內風機功率,由于壓縮機的輸入功率的最主要影響因素是冷凝溫度,基于我們假定恒定冷凝溫度,我們目標可以鎖定在室內機的功率。
綜上所述:理論上提高eer,針對室內機需要集中力量解決的是提高蒸發(fā)溫度和降低室內機風機功率。
提高蒸發(fā)溫度需要增加蒸發(fā)器的換熱:
1.提高蒸發(fā)器面積(與占地面積矛盾);
2.在維持風機功率不變或減少的基礎上提高風量;
3.提高蒸發(fā)器空氣側氣流分配均勻性;
而要在維持風量不變或者提高的基礎上降低室內風機功率:
2.提高風機效率。
結合以上的理論分析,機房空調室內機模塊化設計的節(jié)能優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了。
從附圖1可以看到:
1. 由于電控&制冷器件獨立模塊,單位占地面積蒸發(fā)器面積比“v/a”型可以提高5~10%,比 “/”型可以提高10~15%左右。同時基本所有器件被安置在獨立模塊中,會導致整個機組的流道阻力會降低100pa以上,也減少氣流不均勻性的影響。
2. 模塊化上下送風空調的過濾網是貼合蒸發(fā)器放置,與傳統(tǒng)的空調上送風過濾網門置和下送風頂置有著很大的區(qū)別,過濾網面積是傳統(tǒng)的機房空調的2 ~2.5倍。大家都知道過濾網的空氣阻力與迎面風速平方成正比,所以模塊化空調的過濾網空氣側阻力可以從200~300pa減少至60pa左右(基于蒸發(fā)器的迎面風俗在2.2m/s)。由于過濾網貼合蒸發(fā)器放置,相當于使空氣在進入蒸發(fā)器前天然增加一個均流器,進一步提高蒸發(fā)器的空氣側分配均勻性。
3. 模塊化的空調的蒸發(fā)器為前后“w/m”放置,每個制冷模塊中包含一組“v/a”蒸發(fā)器,風機居中放置,“v/a”蒸發(fā)器中的兩片換熱器的空氣側完全對稱,空氣側的風速分布完全均勻。
再看附圖2中,“v/a”型結構天然會導致前后兩個系統(tǒng)的換熱器空氣分配不均,系統(tǒng)1和系統(tǒng)2的運行參數(shù)會不同。再看附圖3“/”型的由于盤管會比較長,相對風機的最遠端和最近端的差距太大,導致整個蒸發(fā)器的空氣側分配的不均勻性。模塊化結構盤管的空氣側cfd分析附圖5,兩側盤管風速及均勻性良好。
5. 模塊化機房空調的較小空氣側阻力的特點,可以優(yōu)化風機的工作點,在相同風量情況,大大的降低風機輸出功率。以100kw空調為例,傳統(tǒng)的機房空調風機輸入功率為6.6kw左右,模塊化機房空調的風機輸入功率為5.0kw左右.
6. 模塊化機房空調的大蒸發(fā)器以及高制冷劑分配均勻性的特點,制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器溫度在8.5~9.5℃,與傳統(tǒng)機房空調的6.0~7.0℃相比是一個較大的跨越。