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新风能源在某数据中心机房的成功应用

发表时间：2020/9/9 来源：《科学与技术》2020年28卷9期作者：唐秀帅马冰易爵锋

[导读] 顾名思义，数据中心机房的新风能源利用，就是在适当的环境温度下

        摘要：顾名思义，数据中心机房的新风能源利用，就是在适当的环境温度下，最大限度地利用室外新鲜空气的能量，为数据中心机房提供冷源，减少空调制冷机的制冷负荷，并达到节能的目的。
        关键词：最小新风；最大新风；全新风
        该数据中心机房采用封闭式冷通道系统，制冷系统采用房间级精密空调机组。空调立柜（室内机）为下送风、顶回风，冷风通过架空的网络地板空间向冷通道输送，回风通过机房热通道空间回流至空调立柜，由于房间级精密空调机的空调立柜与机房信息设备机柜分置，且相对集中，为该机房的新风能源利用创造了有利的条件。
        在该数据中心机房的建设过程中，我们根据所选空调机的风量需求配置新风管和排风管，新风管和排风管在机房吊顶空间内安装，经百叶窗与室外连通。新风管设置初、中效过滤器，风管内端与空调立柜的回风口连接，在接口附近设置新风阀和回风阀。排风管内端经吊顶上的排风口与机房热通道空间连通，排风管内设置排风阀。机房剖面布置图如下：
                        　

                                        机房剖面布置图
        系统实时监测室外空气和机房冷、热通道空气的温湿度并进行总热量计算，经测量值、计算值、设定值的比较结果，系统按以下不同方式运行：当室外空气温度高于热通道的温度时，按最小新风方式运行。最小新风方式运行时，通过调节新风阀与排风阀的开度差以维持机房微正压，此时新风阀、排风阀为最小开度设定值，回风阀为最大开度值，即新风量为最小设定值。由于新风量为最小设定值，从而在室外气温较高时，降低新风引入量以减少空调的制冷负荷；当室外气温介于热通道温度与冷通道温度设定值之间，且室外空气总热量计算值低于热通道空气总热量的计算值时，按最大新风方式运行。最大新风方式运行时，新风阀为最大开度值，通过调节新风阀与排风阀的开度差以维持机房微正压，关闭回风阀，即新风为最大新风量。由于室外空气总热量低于热通道空气总热量，并作为空调立柜的回风，从而降低了空调机的制冷负荷，达到节能的目的；当室外气温低于冷通道空气温度设定值，且室外空气总热量计算值低于冷通道空气总热量的计算值时，机房采用全新风方式运行。全新风运行时，通过新风阀和回风阀开度调节来维持送风温度的恒定（通常为冷通道温度设定值），且通过调节新风阀与排风阀的开度差以维持机房微正压。此时新、回混合风无需空调制冷机制冷即可向冷通道输送，即此时空调制冷压缩机停止运行，仅维持空调送风机运行，从而最大限度地节省了空调机的制冷负荷，达到最大的节能目的。
        自控系统实时采集室外、热通道、冷通道三个区间的温湿度值，并通过温湿度值计算各区间的空气总热量值，将测量值、计算值、设定值进行比较，根据比较的结果对新风运行模式进行切换与控制。系统通过监测室内外压差值，对新风阀和排风阀实施控制，以维持机房微正压。系统同时在线监测新风管初、中效过滤器压差开关状态，确保新风通道处于良好状态，防止因过滤器堵塞而影响空调送风机的运行效率。
        与传统新风系统相比较，该新风系统能很好地利用机房精密空调机对新风进行预处理，温度、湿度得到精确有效的控制，省却传统新风系统中设置的温度预处理机组，节省了系统的开销；最大化地利用空调机本体送风机为新/排风提供动力，省却传统新风系统设置的新风机和排风机，节省了设备的安装空间，同时降低了系统运行的噪声；在最大新风和全新风方式运行时，最大限度地利用了室外新风的能量，大大降低了空调机制冷负荷，达到节能的目的。
        基金项目：本文为南宁市重点研发计划，合同编号20191033项目成果之一，项目名称：模块式冷通道数据中心机房制冷及新风精密控制系统的研究开发。项目时间：2019年06月。