數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白皮書

1數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A1數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A開放數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)委員會(huì)數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A前言提高。因此，數(shù)據(jù)中心節(jié)能的主要方向就是制冷技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，可將以上技術(shù)進(jìn)行集成與整合，使得據(jù)中心制冷節(jié)能技術(shù)的現(xiàn)狀、需求和熱管全變頻氟價(jià)值進(jìn)行了詳細(xì)的梳理，以期能進(jìn)一步推動(dòng)數(shù)據(jù)）：維諦技術(shù)有限公司、中國(guó)信息通信研究院（云大所數(shù)數(shù)據(jù)集團(tuán)、騰訊科技（深圳）有限公司、百度在線網(wǎng)I數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A I 1 1 1 3 3 4 4 5 5 5 5 6 6 7 8 8 9 9 9 11數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A 11 11 11 12 13 14 16 16 18 18 18 19 19 19 19 20 21 22 23 25 26數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A本白皮書涵蓋范圍為數(shù)據(jù)中心制冷領(lǐng)域，涉及泵技術(shù)、變頻壓縮機(jī)技術(shù)等方面，是新型的因此，無水或節(jié)水的制冷技術(shù)重要性逐步凸顯，其中，如在此基礎(chǔ)上，涌現(xiàn)出很多新興的技術(shù)，如氟泵制冷技先進(jìn)技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)更高的能效，達(dá)到綠色GB/T19413-2010計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)處理機(jī)GB55015-2021建筑節(jié)能與可1數(shù)據(jù)中心（DataCenter）物，也可以是一棟建筑物的一部分，包括主機(jī)房、輔助被泵送至室內(nèi)蒸發(fā)器，吸收室內(nèi)熱量后，以氣態(tài)或氣液混制冷劑在室外冷凝器內(nèi)放出熱量并冷凝成液態(tài)，經(jīng)過節(jié)混合制冷循環(huán)(compressingandrefrigeran制冷劑在室外冷凝器內(nèi)放出熱量并冷凝成液態(tài)，經(jīng)過泵入室內(nèi)蒸發(fā)器，吸收室內(nèi)熱量后以氣態(tài)進(jìn)入壓縮機(jī)，在熱管（HeatPipe）2數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A熱管結(jié)合了熱導(dǎo)率和相變?cè)恚梢杂行У卦跈C(jī)房室內(nèi)外側(cè)之間傳遞熱量重力熱管（GravityHeatPipe）數(shù)據(jù)中心自然冷卻（DataCenterFreeCooling）利用室外自然界的低溫冷源，來降低數(shù)據(jù)中心溫全變頻制冷系統(tǒng)（Fullfrequencyconversionrefrigerationsystem）柜發(fā)熱量都進(jìn)一步提升，數(shù)據(jù)中心耗電量快速增長(zhǎng)。通過然冷，可以在室外環(huán)境溫度低于機(jī)房?jī)?nèi)部溫度時(shí)，減少壓并取得了較好的節(jié)能效果。在室外環(huán)境溫度較3數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A氟泵型制冷系統(tǒng)主要由室內(nèi)蒸發(fā)單元，風(fēng)機(jī)單元冷劑氣-液轉(zhuǎn)換，冷卻的制冷劑液體通過氟泵推動(dòng)，回到過渡季節(jié)制冷模式，泵循環(huán)提供的冷量無法滿足壓縮機(jī)制冷模式，無法利用室外自然冷源，機(jī)組運(yùn)行上升到室外機(jī)，在室外機(jī)處與冷空氣進(jìn)行熱交換，將熱冷劑冷凝為液態(tài)。冷凝后的液態(tài)制冷劑在重力作用下又4數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A在不同智能群控模式下，可設(shè)置機(jī)組共享制冷需求，加蒸發(fā)冷卻技術(shù)主要利用水蒸發(fā)相變時(shí)吸收的熱量，的。在干燥地區(qū)，干濕球溫差大，蒸發(fā)冷卻效果更好淋，利用蒸發(fā)冷卻降低室外側(cè)回風(fēng)干球溫度，從而強(qiáng)可達(dá)到更高能效。此外，結(jié)合蒸發(fā)冷卻，氟泵自然冷變化。如采用定速壓縮機(jī)，則機(jī)組通過啟/停來調(diào)節(jié)冷量?jī)?nèi)調(diào)節(jié)冷量輸出，從而和制冷需求匹配，溫度控制更溫縮機(jī)技術(shù)、智能群控、間接蒸發(fā)冷卻等技術(shù)，具備五種運(yùn)接蒸發(fā)+全時(shí)變頻、全時(shí)變頻、間接蒸發(fā)+氟泵變頻、氟泵5數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A在此模式下變頻氟泵關(guān)閉，室外機(jī)霧化噴淋開啟，利濕球溫度換熱，達(dá)到節(jié)能目的。室外風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)根據(jù)機(jī)風(fēng)機(jī)、電子膨脹閥變?nèi)萘枯敵稣{(diào)節(jié)，根據(jù)室內(nèi)負(fù)載變化、室外溫度變化6數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A3．間接蒸發(fā)+氟泵變頻模式在此模式下變頻壓縮機(jī)關(guān)閉，室外機(jī)霧化噴淋開啟，7數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A4．氟泵變頻模式5．低速氟泵或重力熱管模式在此模式下變頻壓縮機(jī)關(guān)閉、變頻氟泵關(guān)閉或低速運(yùn)8數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A和制冷需求進(jìn)行全自動(dòng)動(dòng)態(tài)切換，這就涉及到切換A、切換應(yīng)保證機(jī)組送風(fēng)溫度不出現(xiàn)大的波動(dòng)，從而保證環(huán)境溫度的穩(wěn)定，因此重力熱管模式制冷量極小，不容易滿足此要求，實(shí)際運(yùn)行時(shí)可開啟B、整機(jī)應(yīng)以能耗降低為目標(biāo)進(jìn)行切換，因此有些時(shí)候某些模式的某些區(qū)間C、切換原則應(yīng)充分考慮水資源價(jià)格與電價(jià)格的平衡熱管技術(shù)的基礎(chǔ)是控制系統(tǒng)壓力，使得蒸發(fā)差，從而建立循環(huán)，因此在高落差、長(zhǎng)連管下普遍需要?jiǎng)?數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A統(tǒng)，電子膨脹閥必須具備流量精確調(diào)節(jié)功能，才能保證整B、送風(fēng)溫度控制技術(shù)。由于需要保證送風(fēng)溫度發(fā)溫度為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，整套系統(tǒng)的模式切換、組熱備均分負(fù)載等需求，從而進(jìn)行機(jī)組內(nèi)部乃至數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A進(jìn)行變化，使得其方案能夠適應(yīng)不同客戶的實(shí)際需求。從房間級(jí)空調(diào)作為傳統(tǒng)的機(jī)房制冷形式，非常適技術(shù)，產(chǎn)品技術(shù)非常成熟，目前在市場(chǎng)上已大范圍使A、系統(tǒng)顆粒度范圍較大，可適應(yīng)大、中、小型數(shù)據(jù)中心的需求，方B、系統(tǒng)風(fēng)機(jī)風(fēng)量較大，渦旋壓縮機(jī)冷量較大，在低負(fù)載及低溫狀態(tài)下可實(shí)C、房間級(jí)應(yīng)用可采用地板下靜壓控制等控制方式，機(jī)房溫度控制更精準(zhǔn)，在功率密度不超過8kW/Rack且負(fù)載分布較為均勻的場(chǎng)景下，可實(shí)現(xiàn)較功率密度較高的場(chǎng)景，以及熱負(fù)載分布較為不均A、系統(tǒng)可適應(yīng)2-20kW/Rack的熱密度，可根據(jù)需要就近放置，解決局部負(fù)B、系統(tǒng)無需架高地板，可適應(yīng)層高較矮的房間，C、可以以微模塊為單位進(jìn)行群控智能優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)以模塊為單位的分批建設(shè)數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A大顆粒度、水平送風(fēng)、預(yù)制化成為制冷系統(tǒng)的需求特點(diǎn)A、系統(tǒng)顆粒度大，可達(dá)200-400kWB、無需架高地板，但需要結(jié)合良好的封閉熱通道，從而實(shí)現(xiàn)氣流組織的高C、在無水的情況下，可完全不使用水，從而解決間接蒸發(fā)空-空換熱機(jī)組D、預(yù)制化程度最高，現(xiàn)場(chǎng)無需銅管連接及傳統(tǒng)4．分體式形式筑物墻體無法適配一體式的安裝需求，則可以數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A循環(huán)部分安裝于室內(nèi)側(cè)。室內(nèi)機(jī)有多種送風(fēng)形式可選前回風(fēng)、前送風(fēng)上回風(fēng)、列間前送風(fēng)后回風(fēng)等?？梢詳?shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A1．建筑物耦合性-按照建筑格局選擇相應(yīng)的發(fā)展趨勢(shì)。在土地成本高昂的一線城市，盡量提高設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)，因此多層（四層及以上）數(shù)據(jù)中心地區(qū)，當(dāng)?shù)卣疄檎猩桃Y帶動(dòng)數(shù)字產(chǎn)業(yè)發(fā)展，土量降低建筑成本，采用輕鋼龍骨大棚倉(cāng)儲(chǔ)式建設(shè)模數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A2．按照機(jī)柜功率密度選取相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式智能熱管全變頻氟泵形式2-10kW/Rack10-20kW/Rack20-30kW/Rack分體式房間級(jí)√分體式列間級(jí)√√√一體式√√），制一體化智能熱管全變頻氟泵機(jī)組的最佳實(shí)踐?！靶彬?qū)相變技術(shù)，突破無水場(chǎng)景高能耗瓶頸，軟硬件結(jié)合能夠數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A2）氟泵模塊采用全新混合模式控制，部分負(fù)4）室內(nèi)外完全隔離，規(guī)避了漏風(fēng)隱患，提升機(jī)房空5）送回風(fēng)采用大風(fēng)口，低風(fēng)速，無需強(qiáng)制均流措施，降低了內(nèi)始吊裝搬運(yùn)就位到安裝完成，每臺(tái)僅需用時(shí)不到二十?dāng)?shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A系統(tǒng)通常配置蓄冷裝置，提供后備冷源時(shí)間不少于風(fēng)冷型空調(diào)系統(tǒng)，同樣需要并且能夠不間斷供冷。彎或加大室外機(jī)配置等方式，從兩方面著手，一是減小壓縮機(jī)回油，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。由于行業(yè)內(nèi)的數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A風(fēng)冷型空調(diào)系統(tǒng)，如果系統(tǒng)較大，室外機(jī)數(shù)量管全變頻氟泵系統(tǒng)充分考慮室外機(jī)噪音影響問題），辦公樓或者居民樓較近，應(yīng)該輔以降噪工程，七、智能熱管全變頻氟泵技術(shù)價(jià)值探討數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A根據(jù)上述機(jī)組性能可以發(fā)現(xiàn)智能熱管全變頻氟泵空調(diào)根據(jù)智能熱管全變頻氟泵機(jī)組性能參數(shù)就可以得出機(jī)院以及合肥通用所等具有公信力的第三方報(bào)告，因此機(jī)組在不同地區(qū)的pPUE完根據(jù)《GB40879-2021數(shù)據(jù)中心能效限定C=8760×TaPa+8760×TbPb+8760×TcPc+8760×TdPd+8760×TePeEcAC=8760×TaPaAC+8760×TbPbAC+8760×TcPcAC+8760×TdP），）：數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A100%負(fù)載率75%負(fù)載率50%負(fù)載率pPUE0.1470.1070.085AEER6.809.3411.76600kW冷負(fù)荷空調(diào)負(fù)載率100%空調(diào)負(fù)載率75%空調(diào)負(fù)載率50%單臺(tái)最大制冷量kW200200200實(shí)際輸入制冷量kW200配置臺(tái)數(shù)346pPUE0.1470.1070.085機(jī)組年平均功率kW29.416.058.5數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A單臺(tái)機(jī)組年耗電量kWh25754414059874460總耗電量kWh772632562392446760年節(jié)電量kWh210240325872節(jié)電率27.21%42.18%從上面數(shù)據(jù)看出數(shù)據(jù)機(jī)房可以根據(jù)所需要的負(fù)載4．智能熱管全變頻氟泵機(jī)組間接蒸發(fā)冷卻功能提升空調(diào)回風(fēng)溫度，維持房間溫度與送風(fēng)溫度一致，25℃以上間接蒸發(fā)30℃以上間接蒸發(fā)35℃以上間接蒸發(fā)pPUE0.1010.1040.106AEER9.99.629.43數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A開噴淋時(shí)間h1130585年耗水量t711.9368.5567.41WUE0.140.070.01年節(jié)省電量kWh31536157685256接蒸發(fā)冷卻功能應(yīng)該因地制宜，綜合考慮水資源豐富程度，5．部分城市機(jī)組性能參數(shù)表6：部分城市智能熱管全變頻氟泵機(jī)組pPUE與AEER空調(diào)負(fù)載率100%空調(diào)負(fù)載率75%空調(diào)負(fù)載率50%北京pPUE0.1470.1070.085AEER6.809.3511.76天津pPUE0.150.110.08AEER6.679.0912.50上海pPUE0.170.120.10AEER5.888.3310.00廣州pPUE0.200.160.13AEER5.006.257.69重慶pPUE0.190.140.10AEER5.267.1410.00深圳pPUE0.210.170.14AEER4.765.887.14哈爾濱pPUE0.110.080.06AEER9.0912.5016.67長(zhǎng)春pPUE0.120.080.06AEER8.3312.5016.67數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A石家莊pPUE0.150.110.09AEER6.679.0911.11南京pPUE0.170.120.09AEER5.888.3311.11杭州pPUE0.170.130.10AEER5.887.6910.00合肥pPUE0.170.120.09AEER5.888.3311.11濟(jì)南pPUE0.160.120.09AEER6.258.3311.11成都pPUE0.170.120.09AEER5.888.3311.11武漢pPUE0.180.130.10AEER5.567.6910.00南寧pPUE0.200.160.13AEER5.006.257.69?？趐PUE0.1930.1640.138AEER5.186.097.25貴陽pPUE0.1610.120.096AEER6.218.3310.42懷來pPUE0.140.1060.083AEER7.149.4312.05烏蘭察布pPUE0.1040.0840.063AEER9.6111.9015.87pPUE0.1330.1010.078AEER7.529.9012.82河源pPUE0.1870.1570.131AEER5.356.377.63清遠(yuǎn)pPUE0.1840.1550.129AEER5.436.457.75廊坊pPUE0.1490.1140.090AEER6.718.7711.11數(shù)據(jù)中心智能熱管全變頻氟泵技術(shù)白ODCC-2022-0200A張家口pPUE0.1140.0840.063AEER8.7711.9015.87*其它未列出城市數(shù)據(jù)參照《中國(guó)建筑熱環(huán)境分析專用氣象數(shù)據(jù)集》中直以下數(shù)據(jù)來自第三方測(cè)試機(jī)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)與核算結(jié)果,分別位于城市性能空調(diào)負(fù)載率100%空調(diào)負(fù)載率75%空調(diào)負(fù)載率50%西寧pPUE0.0990.0820.067城市性能室外溫度35℃室外溫度25℃佛山pPUE0.210.185從以上現(xiàn)場(chǎng)測(cè)算數(shù)據(jù)看，智能熱管全變頻氟泵機(jī)統(tǒng)顆粒度相較于集中式冷凍水系統(tǒng)小，無核心單點(diǎn)故障，序號(hào)項(xiàng)目智能熱管全變頻氟泵技術(shù)間接蒸發(fā)空-空換熱技術(shù)集中式冷凍水系統(tǒng)技術(shù)1架