某电信机房节能改造全年能效的热力学分析

陈飞虎 廖曙光

1 湖南大学土木工程学院

2 长沙麦融高科股份有限公司

随着互联网及信息化飞速发展，数据中心蓬勃发展。我国数据中心平均能量利用系数PUE（Power Use Efficiency）在2.0～2.5，而世界平均水平在1.5 以下[1]。传统的风冷精密空调在降温的时候进行了除湿，而为了保证室内湿度要求，又需要对其进行加热，造成了能量的浪费[2]。针对机房显热比大的特点，单元式水冷多联热管技术被引入。凌等对应用湖水自然冷源的单元式水冷多联热管系统采用分类讨论的方法与采用传统风冷精密空调方式进行了对比，结果表明系统可以节约70%以上[3]。本课题组应用时间累计的方法对某信息数据机房IDC（Information Data Center）机房的单元式水冷多联热管系统改造的全年能效进行了对比分析[4]。但以上方法均为间接的方法，不能反应系统的真实运行状况。本文将应用国际上先进的有限时间热力学方法，对某电信机房单元式水冷多联热管系统改造的全年能效进行建模和仿真计算，提出精度更高的评价新方法。

1 单元式水冷多联热管的物理模型

机房发热量1307.92 kW，包括围护结构负荷等，机房冷负荷总计1680.25 kW。机房空调系统采用佳力图等风冷式机房专用精密空调，100 kW 的空调17 台。精密空调标准设计工况为：冷凝温度30 ℃。

1.1 采用热管末端+CDU（冷量分配单元，Cooling Deliver Unit)+制冷主机的改造方案

空调设2 套系统，一套为集中式冷冻水系统，一套为板换换热器与冷却塔连接的自然冷源（图1）。冷冻水空调采用螺杆式冷水机组，选用两台901.4 kW 两台。……