数据中心间接蒸发冷却空调不同运行模式能耗分析.pdf

摘要

摘要

随着我国“双碳、新基建及东数西算”战略目标的提出，对数据中心机房空调能

耗问题有了更高的要求，利用自然冷源的间接蒸发冷却技术目前成为机房主要冷却方

式之一，因此研究其能耗问题就显得尤为重要。本论文主要就数据中心用间接蒸发冷

却空调机组能耗问题，分别从不同运行模式的机理特性分析、能耗影响因素理论分析、

实验台的搭建、空调能耗实验测试分析、典型气候特征城市能耗分析等方面展开研究。

1）不同运行模式的机理特性分析：通过焓湿图及空气处理流程图对间接蒸发冷却

空调不同运行模式的原理进行介绍。

2）能耗影响因素理论分析：确定了若干空调能耗影响因素，从理论的角度分析得

出空调机组主要能耗影响因素为二次空气干、湿球温度，为后续实验与能耗模拟指明

了方向。

3）实验台的搭建：整个实验平台主要由空气处理段、板式间接蒸发冷却空调机组

以及数据中心模拟热源三大部分搭建而成。针对平台核心设备空调机组的系统图、基

本技术参数、空调耗电部件控制流程、耗电部件技术参数选型、机组设计创新点进行

了相关论述，为下一步实验研究测试数据的准确性和稳定性提供了保证和支持。

4）实验测试分析：利用板式间接蒸发冷却空调实验台，对不同运行模式下空调能

耗问题进行了实验分析。首先对该空调机组进行全工况数据分析，得出该空调控制系

统满足数据中心送、回风温度要求。当二次空气进风温、湿度相差不大的情况下，不

同模式的节能性关系为：湿模式＞干模式＞混合模式。其次在不同运行模式测试环境

下，干球温度与湿球温度的变化对空调系统的总功率与COP的影响差异较大。干模式

下，干球温度每上升1℃，COP降低0.52；湿、混合模式下，湿球温度每上升1℃，

COP0.420.23COPpPUE

分别降低、。之后对上述三种运行模式的及取平均值，得出

湿模式最节能，其COP、pPUE为5.99、1.17；混合模式最耗能，其COP、pPUE为3.7、

1.27。同时在设备侧，耗电部件风机、压缩机运行功率相较于水泵非常大。在环境侧，

无论哪种模式下，室外干、湿球温度的上升均会导致空调机组COP的下降。

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）典型气候特征城市能耗分析：选取了我国个典型气候特征城市进行全年能耗

分析。将数据中心间接蒸发冷却空调与制冷量同样为220kW的传统风冷直膨空调进行

全年能耗对比，得出干燥地区相较于中等湿度地区年耗电量低16.9%、年节电量高

21.2%；中等湿度地区相较于高湿度地区年耗电量低27.1%、年节电量高87.4%。由经

济性分析得出该空调应用于乌鲁木齐市、北京市、广州市年节约的电费分别为14.38

26.2210.501.280.691.89

万元、万元、万元；投资回收期分别为年、年、年。最后，

基于实验测试与能耗模拟分析，提出了6点空调机组优化及适用范围建议。

论文中图42幅，表19个，参考文献77篇。

关键词：数据中心；间接蒸发冷却空调；不同运行模式；能耗模拟；经济性分析

论文类型：应用研究

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ABSTRACT

ABSTRACT

Withthestrategicgoalofdoublecarbon,newinfrastructureandeastdataandwest

calculationinChina,therearehigherrequirementsontheenergyconsumptionofair

conditioningindatacenterrooms,andthe