间接蒸发冷却空调机组应用于数据中心节能研究

广东美的暖通设备有限公司 钟如江

间接蒸发冷却空调机组研究需要结合城市中样本进行，所以前期工作需要收集城市中空调机在冷却过程中的数据，进行比对分辨出更节能降耗的机组形式，并且选出能够降低运行费用的形式。将城市中的蒸发冷却空调机组情况均进行记录，经过一系列比对工作，我们不难看出间接蒸发冷却空调箱机组更加节能。此项研究对数据中心的建立奠定了相关基础。

对于南方城市而言，夏天是空调使用旺季，为了节能降耗工作顺利进行，研究人员不断对空调机的内部组件进行了研究，希望能够满足节能降耗，不断降低运行费用。为了实现降低能耗标准，数据中心要从空调的零部件节能工作做起，需要进行节能施工的零件如下：元器件、机组结构、运行模式、制冷方式，以上内容的综合应用可以实现系统方面的节能工作。空调机冷却工序分为两种形式，一个是自然冷却空调系统，一个是机械制冷空调系统，实际上自然冷却系统要比机械冷却系统时间快，并且在一定程度上具有良好的节能效果，因此相关行业才会对其进行不断探究。

1 应用背景

1.1 间接蒸发冷却空调机组

在空调当中蒸发冷却功能，可以分为两种形式，一个是直接蒸发冷却功能，另一个是间接蒸发冷却功能。间接蒸发冷却指的是利用非直接接触的换热器将蒸发冷却后的湿空气输送给待处理的空气对其进行降温处理，让冷空气能够输送出空调。间接蒸发冷却空调的冷却器一共有三种，分别是：有板翅式、管式和热管式。而蒸发冷却机组的形式种类繁多，但是本文结合南方天气特点，重点介绍机械制冷联合空调机组。此类间接蒸发冷却空调机组需要两个板翅式空调换热器进行支持工作，主要的核心部件需要上下进行放置，在整体配置上放置了雾化喷嘴，提高了整体配置的质量。

侧面的气流分析工作利用交叉布置的形式进行设计。此类型的设计内容能够直接提高温度差的变换速度，并且还能对其进行换热工作，空调中的换热工作需要隔着铝翅板壁进行整体的换热工作，翅板是空气隔离配置，并且可以将两部分空气完全隔离，让其两部分空气可以进行自主循环工作，可以完全独立工作。此类型的空调机组是以间接蒸发冷却功能为主，而机械冷却机用来辅助工作，整体工作形式可以划分为三种运行模式。在室外空气温度较低的情况下，室外空气直接进入空气热换器中进行热量交换，在此过程中蒸发制冷功能不进行工作，此种运行模式被称为干模式；当室外温度较高时，制冷机可以依靠室内的温度与室外的温度通过换热器进行温度互换，满足室内人员温度的需求，但是，在此过程中需要研究人员将蒸发冷却的喷雾降温功能打开，以此来确保整个空调机组的制冷能力，此项工作模式被称为湿模式；当室外温度较高且湿度较大时，就需要自然制冷工序和机械制冷工序共同完成空气的冷却工作，在此过程中机械冷却设备为辅助冷却设备，二者的相互融合模式被称为混合模式。

1.2 气候特征

能够影响间接蒸发冷却工序的重要因素是室外的整体湿度问题，它会直接影响到冷却的时间和速度；并且，此项因素不能按照常规的自然冷却干湿程度进行判断。根据相关工作调查，室外的空气湿球温度一般情况下会低于室内的干球温度，因此此项技术在一定基础之上也利用了自然冷却技术内容对其进行技术拓展工作。此项工作需要按照民用建筑热工设计规范内容进行设计区分，前提条件必须满足此项工作的相关标准，让其能够更好地辅助整体设计工作。在划分区域的过程中，我们可以将区域划分为五个区域，以气候条件作为划分的标准：严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖及温和。每个地区之间气候特征各有不同，间接空调机组在以上地区所发挥的作用大有不同，所以根据地区实际情况进行合理应用。

2 节能分析

2.1 样本机组的选择

送回风的形式能直接影响机组的整体性能，根据我国相关规范条例表明，A级机房对环境有一定的要求：要求整体机柜进风的区域温度必须在18～27℃之间，严格控制温度变化，并且机柜的进风区域中的露点温度要保持在5.5～15℃，整体湿度的范围不能高于60%。研究人员经过一系列的研究总结出来的结论认为，数据中心的设备的整体进风温度应该控制在23～25℃之间，最适合整个机组进行运行工作。综上所述，本文中介绍的室内送风温度我们将其控制在23℃左右，我国相关机房的送风标准差要控制在12℃左右，整体工作过程中空调的回风温度应该控制在35℃。在此过程中我们可以将间接蒸发冷却空调机组和普通的风冷精密空调内容进行一系列的对比工作。为了提高相应设备的节能工作，并且让其与实际的运行情况相贴近，在进行比对的过程中需要研究人员采用业内比较标准的设备进行比对工作，确保比对工作结构的准确性。在比对样本中，风冷精密空调性能要高于另一种设备能效性能。而间接蒸发冷却空调机组的标准能力应该在100kW内，在此类的空调机组中都需要接风管进行工作，在此基础之上会克服很多输送风的压力损失内容，整个机组当中外置机的静压我们可以将其设定成为150Pa，整体送风量控制在一定范围内，机组的尺寸要做好记录，确保后续工作能够顺利进行。

2.2 样本城市的选取

（1）水电能耗计算

按照相关气象参数，对每个城市的温度进行汇总，根据时间按照干球温度为一度的区间进行比对工作。在进行数据采集的过程中，需要保持制冷能力不变，并且考虑到各项不可抗力因素的影响，确定机组的运行模式，还需计算出提供制冷的能力和蒸发的能力。根据机组中耗电能力较强的零件进行具体耗能的计算，还需反映出电能的使用效率。

以一匹的空调为例，根据P=W/T可知W=PT。24h所用的度数为：1.107kW×24h=26.568kW.h（P为电功率，T为时间，W为电能）。假如电费为0.5元/kW.h的话，一个月的电费为：26.568kW.h×0.5元×30=398.52元，这是传统空调机组的一个月的能耗。

应用了间接蒸发冷却空调机之后的耗能数据如下：24h时所用的度数为：1kW×24h=24kW.h，一个月的电费为：24kW.h×0.5元×30=360元。

所以间接蒸发冷却空调机更具有优势。

（2）水电费单价

在我国数据中心的运行工作需要全年无休进行，所以我国多个地区采取的电价收取形式都是分时进行收取，但是想要计算全年的电价需要按照全年费用进行耗电量的计算。根据我国相关数据表明，我国城市的电引占比一般在10kV，此占比比例较大。所以研究人员可以选择按照此项标准查询多地样本城市的平均电价，进行后续比对工作。但是我国各个城市之间的经济水平有一定差异,所以在电费的上也有一定差异，在城市中区域性差异较大。为了提高评估的正确度，在计算的过程中需要将水费也计算其内。

相比较传统机组此类型空调机组更加具有优势。

（3）节电率

间接蒸发冷却空调机组与传统空调机组相比较有一定差异，研究人员在工作的过程中。需要选择适合的核算方式进行比对工作，确保比对数据的准确性，提升比对结果的精度。通过比对结果的一系列探究，在节电率发面，采用蒸发冷却空调机组的节能性质较好，能够起到降低用电率的效果，并且可以选择蒸发冷却空调机组进行后续工作。

如表1所示，空调在匹数一致的情况下，传统空调机组一百天的耗电为28.3×50×24×100=3396000kW.h，而间接蒸发冷却空调机组耗电为28.3×40×24×100= 2716800kW.h根据数据的对比，间接蒸发冷却空调机组具有一定优势。

表1 数据对比图

（4）运行费用节省率

根据相关计算公式，研究人员可以计算出全年运行的总电量值的范围，通过全年总电量值进行比对工作，并且核算出整体的节省率；再根据当地的综合电价进行比对，通过各方面固定因素的比对工作结束之后，整体的数据结果显示间接蒸发冷却空调组的技能功能更强，更符合当地对于空调机组的需求。

2.3 实验验证

根据实验结果表明我国各个城市使用了间接蒸发冷却空调机组之后，在节省率方面都有一定进展，并且节省率均能达到30%左右，电费占用全年电费的2%，整体运行费用也有缩减，根据我国相关政策合理运用间接蒸发自然冷却功能。

结论：综上所述，根据相关政策内容合理应用间接蒸发冷却空调机组能够达到一定节能效果，满足相关需求。