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第４８卷第２１期山西建筑Ｖｏｌ.４８Ｎｏ.２１

２０２２年１１月ＳＨＡＮＸＩＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥＮｏｖ.２０２２１１７

水暖电

ＤＯＩ:１０.１３７１９/ｊ.ｃｎｋｉ.１００９－６８２５.２０２２.２１.０３１

基于方程的数据中心制冷机房建模与能效评估★

樊成亮ꎬ邹煜凯∗

(广州大学建筑与城市规划学院ꎬ广东广州５１０００６)

摘要:采用基于方程Ｍｏｄｅｌｉｃａ的建模方法对数据中心制冷机房系统进行了建模ꎬ评估了制冷机房冷却塔供冷技术的节能潜

力ꎮ结果表明ꎬ制冷机房模型的主要参数模拟值与实测值误差为０.６８％~５.３％ꎮ采用冷却塔供冷技术的机房全年制冷能效

比ＥＥＲ可达６.３ꎬ并节省５.８％的耗电量ꎮ

关键词:数据中心ꎻ制冷机房ꎻ基于方程ꎻ冷却塔供冷

中图分类号:ＴＵ８３１.６文献标识码:Ａ文章编号:１００９－６８２５(２０２２)２１－０１１７－０４

０引言下ꎬ冷水机组和换热器都工作ꎻ打开冷水机组的阀门Ｖ１ꎬ

Ｖ２ꎬ以及换热器的阀门Ｖ３和Ｖ４ꎮ在ＦＭＣ模式下ꎬ仅冷

随着科技快速发展ꎬ数据中心作为信息技术(ＩＴ)产

水机组工作ꎬ关闭换热器ꎻ打开冷水机组的阀门Ｖ１ꎬＶ２

业的核心支撑ꎬ建设规模和装机容量不断扩大ꎮ数据中

和换热器旁通阀Ｖ５ꎬ关闭换热器的阀门Ｖ３和Ｖ４ꎮ

心作为能源密集性设施ꎬ其能耗已占全社会用电量的

[１]冷却水泵冷却塔

２％左右ꎮ空调制冷系统的运行能耗占数据中心总能

[２]TCWSTCWR

耗的比例高达４０％以上ꎬ降低空调制冷系统的运行能

耗对于数据中心节能减碳具有重要意义ꎮ

冷水机组V2换热器V4

数据中心负荷强度大和全年供冷时间长ꎬ利用自然

界冬季和过渡季节的高温免费冷源可降低数据中心的空V1TCHWS,chiTCHWR,chi冷冻水泵V3TCHWS,cWSETCHWR,WSE

[３]V6V5

调能耗ꎮ近年来ꎬ许多数据中心空调系统的节能措施

TCHWS房间TCHWR

被广泛应用ꎬ如开式冷却塔供冷技术ꎬ闭式冷却塔供冷技

[４－５]

术ꎬ间接蒸发冷却技术等ꎮ评估各种技术节能潜力

图1制冷机房冷却塔供冷系统原理图

的关键是开发数据中心空调系统的仿真模型ꎮ目前传统

２制冷机房系统的数学模型

的建模工具有ＥｎｅｒｇｙｐｌｕｓꎬＴＲＮＳＹＳꎬＭａｔｌａｂ和ｅＱＵＥＳＴ

[６]