數(shù)據(jù)中心的溫濕度獨(dú)立控制110618

1、溫濕度獨(dú)立控制的空調(diào)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用溫濕度獨(dú)立控制的空調(diào)方式是我國(guó)學(xué)者率先倡導(dǎo)、近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外逐漸發(fā)展起來(lái)的一種全新的集中空調(diào)方式。不同于傳統(tǒng)的集中空調(diào)形式，溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)采用兩個(gè)相互獨(dú)立的系統(tǒng)分別對(duì)室內(nèi)的溫度和濕度進(jìn)行調(diào)控，這樣既可以使被控環(huán)境的溫濕度同時(shí)滿足要求，又可以完全避免再熱，產(chǎn)生較大的節(jié)能效果。傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)一般通過(guò)人工冷源制冷機(jī)組產(chǎn)生712C冷水，通入空氣處理機(jī)組中，進(jìn)而產(chǎn)生低溫干燥的送風(fēng)送入房間，統(tǒng)一控制房間的溫、濕度。在這種方式下，本來(lái)可用高溫冷水（1618C）處理的50%以上的顯熱負(fù)荷也須用低溫冷水帶走，冷機(jī)COP低，耗電量大。同時(shí)由于在冷凝除濕方式下，送風(fēng)接近飽和線

2、，使得空氣處理的熱濕比變化范圍很小，無(wú)法適應(yīng)室內(nèi)任意變化的熱濕比。溫度過(guò)低的送風(fēng)還會(huì)造成不舒適，有時(shí)還必須再熱，造成冷熱抵消-能量的浪費(fèi)。溫、濕度獨(dú)立控制的空調(diào)系統(tǒng)革新了傳統(tǒng)空調(diào)的環(huán)境控制理念，并使得我們有可能利用自然界的低品位能源（比如地下水，冷卻水，室外干空氣等）來(lái)實(shí)現(xiàn)房間的空調(diào)。有研究顯示：以北京某一商業(yè)建筑為模擬對(duì)象,對(duì)其空調(diào)冷負(fù)荷進(jìn)行模擬,并在此基礎(chǔ)上計(jì)算普通空調(diào)系統(tǒng)和溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)的能耗。經(jīng)過(guò)對(duì)能耗的比較和分析表明,溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)的能耗比普通空調(diào)系統(tǒng)的能耗降低了16.4%,冷水機(jī)組制冷季平均性能系數(shù)提高了13%。結(jié)果表明溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)具有很好的應(yīng)用前景。而對(duì)

3、于近些年規(guī)模越來(lái)越大的數(shù)據(jù)中心而言，功耗動(dòng)輒在幾千千瓦到上萬(wàn)千瓦，其中用于空調(diào)的能耗約占1半，而空調(diào)系統(tǒng)仍然使用精密空調(diào)一起控制機(jī)房的溫濕度，鮮有溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的應(yīng)用。大多數(shù)據(jù)中心采用的精密空調(diào)除對(duì)空氣溫度進(jìn)行精密控制，換需要對(duì)空氣濕度進(jìn)行控制，這樣帶來(lái)了以下一些弊端1）精密空調(diào)為小焓差大風(fēng)量設(shè)計(jì)，本身濕度控制能力較差，如需除濕必須將溫度降到露點(diǎn)以下除濕后再進(jìn)行二級(jí)加熱，造成能量浪費(fèi)。2）精密空調(diào)加濕采用機(jī)組自帶電極加濕器,單臺(tái)加濕量在10KG/H時(shí)能耗達(dá)十幾千瓦，能耗巨大。3）電極加濕器對(duì)水質(zhì)要求高，在北方精密空調(diào)電極加濕器經(jīng)常結(jié)垢、堵塞、漏水等造成維護(hù)工作量巨大。4）

4、大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房需對(duì)漏水隱患進(jìn)行嚴(yán)密防范，一旦漏水損失較大，而精密空調(diào)加濕用水由給水管道提供，給水管道進(jìn)入機(jī)房一旦產(chǎn)生水管漏水損失較大。5）大型數(shù)據(jù)中心采用的冷凍水型精密空調(diào)的水源溫度必須在空氣控制濕度值的露點(diǎn)溫度以下才能起到除濕作用，造成水源溫度較大，能耗較大，無(wú)法利用高溫冷源?，F(xiàn)在，節(jié)能已經(jīng)是數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)建設(shè)中的一個(gè)重要內(nèi)容，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)中心時(shí)，需確定各種經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)要求和節(jié)能目標(biāo)。就目前技術(shù)能力、工程可能性，就目前國(guó)內(nèi)而言，數(shù)據(jù)中心PUE值在1.8以下已經(jīng)是節(jié)能型數(shù)據(jù)中心，PUE實(shí)測(cè)值在1.8以下的已經(jīng)很少。如在數(shù)據(jù)中心采用先進(jìn)的空調(diào)溫濕度獨(dú)立控制技術(shù)則能進(jìn)一步降低空調(diào)能耗，在春、秋、冬

5、季在室外溫度降低時(shí)，可以部分或全部停止壓縮機(jī)制冷循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行，靠室外大氣冷源提供冷卻，從而減小PUE值。在數(shù)據(jù)中心機(jī)房采用溫濕度獨(dú)立控制的空調(diào)系統(tǒng)帶來(lái)了空氣濕度控制問(wèn)題：5045353025205508090100110120130140圖1.中國(guó)各城市夏季最濕月室外平均含濕量2（紅線為12g/kg分界線）在分界線的上方，即中國(guó)的西北部地區(qū)，室外的新風(fēng)本來(lái)就是干燥的，可直接用來(lái)帶走房間濕負(fù)荷。此時(shí)新風(fēng)的處理過(guò)程就是等濕降溫，實(shí)現(xiàn)此功能的間接蒸發(fā)冷卻新風(fēng)機(jī)組已開(kāi)發(fā)成功，并已應(yīng)用于十多個(gè)大型公共建筑中。而在分界線的下方，主要是中國(guó)的東南部地區(qū)，室外的空氣非常潮濕，要獲得干燥的新風(fēng)送風(fēng)就必須對(duì)新風(fēng)

6、進(jìn)行除濕?？捎玫某凉穹绞剑簜鹘y(tǒng)的冷凝除濕、轉(zhuǎn)輪除濕和溶液除濕。其中冷凝除濕要求冷源溫度低，冷機(jī)COP低，且存在潮濕表面；轉(zhuǎn)輪除濕為等焓除濕過(guò)程，被除濕后的送風(fēng)溫度高，還需冷卻水來(lái)冷卻；且轉(zhuǎn)輪再生熱源溫度要求較高，一般100C；轉(zhuǎn)輪的新、排風(fēng)間的漏風(fēng)問(wèn)題目前還是較難解決的工藝問(wèn)題。溶液除濕方式，可實(shí)現(xiàn)等溫的除濕過(guò)程，可用（1525C）的冷源帶走除濕過(guò)程釋放潛熱，且再生的熱源溫度要求低，可用低品位熱能（6070C）來(lái)驅(qū)動(dòng)。溶液式全熱回收方式，避免了新、回風(fēng)間的交叉污染，能得到較高的熱回收效率。目前已有多種類型的溶液除濕機(jī)組問(wèn)世，其中熱泵驅(qū)動(dòng)的溶液調(diào)濕機(jī)組COP高于5.53,熱驅(qū)動(dòng)的溶液除濕機(jī)組CO

7、P高于1.34,已應(yīng)用于多個(gè)實(shí)際工程中。綜合比較，溶液除濕方式逐漸成為中國(guó)東南地區(qū)處理新風(fēng)的優(yōu)選方式。其次，高溫冷源的獲取。應(yīng)用溫濕度獨(dú)立控制的理念，只需用1618C的高溫冷水帶走房間顯熱，這就使得多種天然的免費(fèi)冷源可供利用。這對(duì)大型數(shù)據(jù)中心的PUE值具有重要意義。在數(shù)據(jù)中心機(jī)房采用溫濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)的好處：1）排除顯熱負(fù)荷的系統(tǒng)可以使用高溫冷源，可以避免常規(guī)冷凍水型精密空調(diào)系統(tǒng)中低溫冷源處理高溫空氣所帶來(lái)的高品位冷源的損失。2）由于溫度、濕度分別采用獨(dú)立控制系統(tǒng)，可以滿足房間熱濕比不斷變化的要求，可以避免常規(guī)精密空調(diào)中濕度過(guò)高（或過(guò)低）的現(xiàn)象，也避免為降低濕度二次加熱造成的能量損失。3）由于室內(nèi)設(shè)備的供水溫度高于室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度，處理設(shè)備均為干工況運(yùn)行，沒(méi)有霉菌滋生，管路