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调整机房空调容量 降低能源损耗

阅读次数:90,发布日期: 2011-11-25 10:40:29

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摘要:调整机房空调(CRAC)容量大小不像选择一台冰箱那样简单,容量大不一定就好!正确的大小是高效运行的关键,其能源效率比选择合适的UPS会更好,但受影响的因素太多了,因此这个问题不是人人都能弄得明白。

 

在计算机机房里因为温度波动会影响计算机硬件的稳定性和使用寿命,因此必须尽力保证温度和湿度的稳定。如果容量大小不合适可能会导致制冷遇到麻烦,错误或不恰当的位置可能使情况变得更糟。空调容量太小不能有效制冷,但也不能太大,太大会造成能源浪费。

早期的空调系统只是向房间中吹入经过冰块冷却的空气,24小时就会溶化掉2000磅冰块,制冷量却只有1吨,单位采用的是英热单位(BTU)/小时,因此1吨制冷量相当于1200BTU/小时。
  
  如今我们都是用千瓦(kW)来表示制冷量,1吨制冷量可以冷却3.5kW热量,因此一台20吨制冷量的机房空调可以冷却70kW左右的热量。如果我们知道
的功率负载,就可以选择一个合适的容量,余量不要超出20%,同时,如果需要增加容量,对于水冷或多步设计可能需要增大50%,但注意有太多不同的容量可供选择,我们应该使用哪一个呢?我们必须了解更多的信息。
  
  空调要处理两类热量,一种是显示热量,即我们可以感受得到的热量,通常我们的计算机发出的热量就属这种,另一种是隐式热量,通常是水分蒸发产生的。简单说来,处理水份和湿度需要空调更多的隐式容量,这需要从显示容量中扣除。
  
   数据中心相对湿度一般不会大于45%,但如果过度制冷将会导致空气中的水份消失,因此不得不使用更多的能源重新加湿。问题是,相对湿度是“相对的”湿 度,相同湿度的热空气比冷空气的相对湿度更低,因为它相对冷空气而言可以含有更多的水蒸气。此外,数据中相对湿度依赖于测量的位置,这就是为什么湿度无法 摆脱温度的缘故了,但相对湿度目前仍然是确定湿度的常用方法。
  
  大部分空调是通过返回空气温度进行控制的,返回越热的空气将使空调提供更真实的制冷量,因此,如果你计划在负载很重的房间降低温度,实际上消除的热量可能更少,房间的温度反而可能会上升,你也将浪费更多的电力。  
  如果你使用导管或天花板让热空气回流到空调中,通过防止与冷空气混合,可以保持返回的温度在80℉或更高,从同一台机器你可以获得更多的实际制冷量,在任何返回温度情况下都可以保持湿度更低。
   此外,空调既要制冷又要使空气流动,冰箱也可以制冷,但打开冰箱门却不能给房间制冷,空气流动可以将设备散发的热量带走,热空气主要流向CRAC,就象 夏天吹来的一阵微风,那是不是空气越多越好呢?不一定!如果地板比较低,太多的空气流经空调意味着空调需要更快的运转速度,这就意味着压力就会降低,从空 调流出的空气通过穿孔板可以降低8-10英尺,但这样浪费了空气和能源,也降低了制冷效果,太多的空气也可能扰乱地板下的空气,使地板下的压力不均匀,进 一步降低了制冷效果,如果CRAC相互成直角放置情况会更糟,压力太高也不好,它会使CRAC风扇加速运行,浪费更多的能源。
  
  目前的CRAC已可以自动调节风扇速度,自动适应气流的变化,自动调节由房间的感应器控制,这样可以节省大量的能源。
  
   因此第一步是要弄清楚我们的真实负载,在本文前半部分已经提到。第二步是看你是否可以让更高温度的空气返回到CRAC。第三步是确定冷空气的温度。美国 采暖、制冷与空调工程师协会(ASHRAE)技术委员会最近提高了温度范围,因此不要过度冷却设备。第四步是设置你的湿度标准,ASHRAETC9.9推 荐监控露点,但可能现有的CRAC还不支持,这样你还是得控制相对湿度。因此,如果可能,采购空调时应考虑可以调节负载的设备,同时应选择一个合适的容 量,第一天运营保持在中等水平即可,这将提供最佳的稳定性和控制性。
  
  我们再来看看另外的三个问题:重热、加湿和水温。如果你不止三或四台CRAC,没有必要在每个单元上都放置加湿器,湿气是可以快速扩散的,在每个空调上都放置加湿器可能会起反作用。
  重热已经是多年的老问题了,它是最浪费能源的了,在许多情况下可以设计为不出现或使用最小的重热,但需要设计人员经验丰富才能提供合适的设计方案。
  
  如果你使用水冷机房空调处理器,你需要有经验的工程师参与,制冷级别依赖于进入的水温和水温的上升情况,虽然水冷提高了能源效率,但却降低了CRAH的制冷量。
  
  最后不要忘了热源制冷,最佳的制冷方案是消耗的能源要少,本身需要的制冷量也要最小,这是另一个大的主题。