近些年规模越来越大的数据中心而言,功耗动辄在几千千瓦到上万千瓦,其中用于空调的能耗约占1半,而空调系统仍然使用精密空调一起控制机房的温湿度,鲜有温湿度独立控制空调系统在数据中心领域的应用。
大多数据中心采用的精密空调除对空气温度进行精密控制,换需要对空气湿度进行控制,这样带来了以下一些弊端,1)精密空调为小焓差大风量设计,本身湿度控制能力较差,如需除湿必须将温度降到露点以下除湿后再进行二级加热,造成能量浪费。2)精密空调加湿采用机组自带电极加湿器,单台加湿量在10KG/H时能耗达十几千瓦,能耗巨大。3)电极加湿器对水质要求高,在北方精密空调电极加湿器经常结垢、堵塞、漏水等造成维护工作量巨大。4)大型数据中心机房需对漏水隐患进行严密防范,一旦漏水损失较大,而精密空调加湿用水由给水管道提供,给水管道进入机房一旦产生水管漏水损失较大。5)大型数据中心采用的冷冻水型精密空调的水源温度必须在空气控制湿度值的露点温度以下才能起到除湿作用,造成水源温度较大,能耗较大,无法利用高温冷源。
现在,节能已经是数据中心设计建设中的一个重要内容,设计一个数据中心时,需确定各种经济技术指标要求和节能目标。就目前技术能力、工程可能性,就目前国内而言,数据中心PUE值在1.8以下已经是节能型数据中心,PUE实测值在1.8以下的已经很少。如在数据中心采用先进的空调温湿度独立控制技术则能进一步降低空调能耗,在春、秋、冬季在室外温度降低时,可以部分或全部停止压缩机制冷循环系统的运行,靠室外大气冷源提供冷却,从而减小PUE值。
目前已有多种类型的溶液除湿机组问世,其中热泵驱动的溶液调湿机组COP高于5.5[3],热驱动的溶液除湿机组COP高于1.3[4],已应用于多个实际工程中。综合比较,溶液除湿方式逐渐成为中国东南地区处理新风的优选方式。
其次,高温冷源的获取。应用温湿度独立控制的理念,只需用16~18℃的高温冷水带走房间显热,这就使得多种天然的免费冷源可供利用。这对大型数据中心的PUE值具有重要意义。
在数据中心机房采用温湿度独立控制系统的好处:
1)排除显热负荷的系统可以使用高温冷源,可以避免常规冷冻水型精密空调系统中低温冷源处理高温空气所带来的高品位冷源的损失。
2)由于温度、湿度分别采用独立控制系统,可以满足房间热湿比不断变化的要求,可以避免常规精密空调中湿度过高(或过低)的现象,也避免为降低湿度二次加热造成的能量损失。
3)由于室内设备的供水温度高于室内空气的露点温度,处理设备均为干工况运行,没有霉菌滋生,管路也不存在结露的危险。
4)湿度控制设备单独设立,减少了精密空调的检修,大大降低了机房水泄漏造成的隐患。
综上所述,温湿度独立控制的空调系统在数据中心机房的应用前景较好,对降低PUE值有重要意义,值得广大数据中心从业人员推广使用。
主要是中国的东南部地区,室外的空气非常潮湿,要获得干燥的新风送风就必须对新风进行除湿。可用的除湿方式:传统的冷凝除湿、转轮除湿和溶液除湿。其中冷凝除湿要求冷源温度低,冷机COP低,且存在潮湿表面;转轮除湿为等焓除湿过程,被除湿后的送风温度高,还需冷却水来冷却;且转轮再生热源温度要求较高,一般>100℃;转轮的新、排风间的漏风问题目前还是较难解决的工艺问题。溶液除湿方式,可实现等温的除湿过程,可用(15~25℃)的冷源带走除湿过程释放潜热,且再生的热源温度要求低,可用低品位热能(60~70℃)来驱动。溶液式全热回收方式,避免了新、回风间的交叉污染,能得到较高的热回收效率。