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使用机场空侧省煤器冷却数据中心冷却的账单

成本最低的国家之一的选择显著降低数据中心的冷却比尔是一个空气侧省煤器。根据气候、稳定,24小时冷负荷的一个典型的数据中心非常适合利用季节性和夜间温度变化提供冷却几乎零成本的来源。在许多情况下,节约可以减少年度冷却能源消耗60%以上。

有额外的好处超出年度能源节约成本,如降低制冷设备运行时间和提高系统的冗余。从节约储蓄已经意识到几十年来在办公空间中。通过适当的设计注意几个关键问题,节能为数据中心提供更大的储蓄的好处。

空气侧省煤器原理

一个省煤器可以降低数据中心冷却成本60%以上使用标准,常见的低成本的设备。

一个标准数据中心冷却系统可以只删除数据中心的热量通过运行压缩机(s),这是一个主要的电力成本。省煤器,当室外空气冷却器比回风热回风燃烧殆尽,取而代之的是冷却器,外部空气过滤-免费冷却本质上“打开窗户”。

节能必须向空气处理系统设计和控制。

在干燥的气候条件下,控制应包括冗余的室外空气湿度传感器停止经济化绝对湿度时(或露点)太低了。这将防止不必要的大,昂贵,加湿负荷在非常干燥寒冷的天。也有方法收获储蓄在干燥、寒冷的时期,一些增加每年总冷却节能70%至90%。

使用partition-defined热通道/冷通道配置显著增加省煤器储蓄,以及在某些情况下创建一个实际排气热量,节省能量,即使外部空气温度高达80华氏度。

过于具体化的空间温度和湿度容忍严重限制节约储蓄,应该避免。实际应遵循制造商的需求,尤其是在对湿度ASHRAE这样建议的40%至55%的营业地区经常发现是保守的。

在小型数据中心位于多功能建筑,一些可实现节能,最大化的使用的房子,办公室或支撑区域系统配备一个省煤器。

储蓄

从节约储蓄取决于当地的气候。评估当地气候的一个好方法是情节的外部空气条件每个小时的一个典型的年份,就像在图1、2和3,芝加哥,达拉斯和圣荷西。
图表分为四个区域:

地区:外面的空气是凉爽和潮湿够节约55 F送风。

地区B +:外面的空气是凉爽和潮湿足够用于节能在一个典型的热通道/冷通道与65 F送风系统。

地区A + B + C:室外空气凉爽足以提供部分冷却在partition-defined热通道/冷通道配置90 F回风温度,本质上节约90 F室外空气温度。

区域D:由于低湿度小时排除在外。

区域A、B和C对应的小时产量节约能源,根据省煤器和数据中心配置。估计的一个典型的数据中心能耗计算的三个气候区画使用一个典型的年份每小时天气数据。下面的表总结了结果。
最后两列显示,最大的储蓄来自节约90 F室外空气温度,可实现hard-partitioned热通道/冷通道配置,创建一个机架废气的热量,直接收集废热源和耗尽加热空气的温度在华氏90度或以上。在这样的配置中,省煤器还提供了一个额外的冗余测量机械冷却设备,因为它能够携带完整的数据中心负载在紧急情况下当室外空气温度低于最大允许设备操作温度,这通常是结束了
85 F。

更高的供应空气温度也大大增加节能,如储蓄节约55 F之间的差异和节约10度高于华氏65度。假设一个更高的供应空气温度是通过一个热通道/冷通道安排,增加了回风温度,因此允许相应更高的送风温度在不增加总气流和粉丝的力量。如果供应空气温度增加而没有相应的回风温度增加,额外的风扇功率损失必须计算来确定最终的能源节约。热通道/冷通道配置总是增加产能,但必须对其进行正确的气流控制完全捕捉节能潜力。

区域标记区域经济化D被认为是太干燥,导致20% RH 70 F,不包括在上面的储蓄。节能只是锁定在这个地区。如果绝热加湿系统实现使用废热废气流,或免费冷却系统利用冷却塔(实质上是间接蒸发冷却),那么这个地区还可以提供节能冷却。任何允许的最小空间湿度也可以直线向下移动,使省煤器的显著增加储蓄。

设计方法

室外节约系统是最好的实现从方案设计阶段,所需的建筑设施可以在很少或没有额外的成本。所有数据中心空气处理程序的主要目的是获得100%的外部空气以及回风。虽然这通常是简单的中央空调系统,几个机房空调(坚固)制造商现在提供节能方案。

数据中心在温带气候,没有空间湿度控制问题可以使用标准的省煤器控制,不考虑湿度和操作仅基于drybulb温度。

然而,更常见的是一个省煤器锁定在低湿度阻塞性睡眠呼吸暂停综合症。最低湿度定位点数据中心通常是最关键的控制参数影响从节约储蓄通常是由任意的经验法则。这种方法会导致不必要的紧张,和昂贵的维护,范围。9.9 ASHRAE这样技术委员会推荐的40%到55%。ANSI / esd - s20.20 - 1999[PDF]推荐一系列30%到70%的静电放电(ESD)控制,主要关注接地技术(ANSI / ESD - s20.20 - 2007把比湿推荐)。

在实践中,许多大型数据中心设施有一个最低湿度设定值的30% RH没有不良影响。安装电脑设备的实际需求设置时应评估数据中心湿度控制乐队,和最低湿度高于设备的最低要求应该明确合理。任何遗留湿度标准应当重新评估根据现代磁带驱动器使用,甚至在一些极端的情况下设计的惯性,消除穿孔卡片处理设备。

最近的一次研究[PDF],太平洋天然气和电力公司和劳伦斯伯克利国家实验室研究粒子的影响水平与空气侧节能数据中心。他们发现粒子水平在一个典型的数据中心,ASHRAE这样40%的过滤器,并从节约使用,但年均增加仍在ASHRAE这样的标准。增加过滤ASHRAE这样85%或更好,都导致了粒子计数一样低没有节能的数据中心。而盐或腐蚀性介质夹带等特定的污染问题可能需要特殊的过滤,过滤标准治疗通常可以达到或超过颗粒控制需求。

一个小数据中心的案例研究

一个1400平方英尺的数据中心位于一个大型办公楼转化为具有完整的节能功能的系统当其专用根风冷冷水机组需要更换。由于负荷增长和可靠性问题,便携式空调也被用于维护数据中心空间的控制。美联储现有系统使用冷冻水CRAC单元位于数据中心。在正常工作时间,一栋大房子冷冻水植物系统服务空间,而专用冷水机组用于从小时(晚上和周末)冷却和备份。

气冷式包单位被选中来代替风冷和冷冻水CRAC单元相关联。包单位,如图4所示,包括完整的机场空侧节能能力。
整套装置侧省煤器


这个单位,排气逐出的一端空气处理程序,而在另一端的空气吸引外单位通过screenwall百叶窗。图5展示了最终系统的布局。
数据中心转换为使用机场空侧省煤器


这个系统对数据中心有许多好处:它取代了失败的冷却器,允许空气侧经济化,消除了数据中心内的所有冷冻水管道从信封。主屋的空气处理系统,基于一个大型水冷式制冷设备,将严重的如果只用于数据中心空间,使用白天由于冷冻水植物是更有效的比风冷DX整套装置系统。众议院系统也可以随时开始和使用提供紧急备份,一个罕见的场合,效率是小问题。晚上,DX包系统负载,尽管在实践中它运作在周末因为夜间通常足以允许完整的节能冷却降温。

这个系统也释放面积数据中心通过移除CRAC单元。移除CRAC单元有效地扩大了可用空间的计算设备,减少需要昂贵的未来扩张的空间。数据中心仍然可以从中央工厂,但现在通过冷却空气从空气处理程序而不是循环冷冻水的房子。数据中心使用一个热通道/冷通道配置增加回风温度,既省煤器操作延伸至相应更高的室外空气温度和增加的热量疲惫在省煤器操作。

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