数据中心冷却系统相关能效评价指标综述

冷却系统在保证数据中心可靠运行的同时消耗了大量能量,为了助力数据中心碳中和,充分挖掘冷却系统节能潜力,对数据中心冷却系统能效进行评价很有必要。行业内对冷却系统的评价指标较多,本文调研了国内外现行数据中心标准及文献中的数据中心冷却系统相关能效评价指标,从电能使用效率及其衍生冷却系统相关指标、数据中心冷却系统用性能指标、数据中心冷源设备用性能指标三个角度对相关指标进行研究,介绍了不同指标的计算方法及计算内容,并分析了各指标的优缺点。通过对比得出：电能使用效率(PUE)及其冷却系统相关衍生指标不能准确反映数据中心运行维护技术上的水平;对于实际运行的数据中心冷却系统能效评价,全年综合性能系数(GCOP_A)较为适用;对于中国数据中心冷水机组的使用及年度运行指标而言,全年性能系数(ACOP)的计算方法更为客观,适用性更广。     

基于鲁西南大数据中心项目降低PUE指标的技术措施

本文针对鲁西南数据中心能源效率PUE的指标研究,阐述了PUE指标的影响因素,总结了数据中心节能的主要方法,达到降低IT设备能耗和制冷、配电等系统能耗的目标。     

绿色数据中心加权平均PUE概念的提出与计算

PUE（能源使用效率）作为衡量数据中心的节能指标已经有一段的历史。由于数据中心内的动态负荷导致PUE也出现动态变化。因此,基于Power（功率）定义下的PUE具有实际的片面性。本文从Power和Energy（电量）这两个简单的物理概念的区别阐述出发,指出了传统PUE概念的不足,并提出了引入时间因子后基于动态部分负荷工况下的加权平均PUE,即WAPUE（Weight Average Power Usage Effectiveness）的概念,同时给出了相应的计算公式。     

数据中心的绿色节能与热工环境评价指标

对数据中心的绿色节能评价指标PUE,WUE和CUE的定义及其内涵进行论述,分析它们相互间的换算关系及多种能源同时使用时的PUE计算,这些节能指标均用来表征数据中心基础设施对资源的消耗情况。另外,对数据中心的热工环境评价指标RCI,RTI,SHI和RHI的计算式及其物理意义进行论述,发现这些指标均可由机房内的温度参数进行计算,用来评价数据中心服务器的热环境状态和机房气流组织的合理性。本文研究有助于数据中心的设计师及运营人员理解评价指标,并应用这些指标考核设计方案的合理性及运营的优劣。     

基于能源计量提高数据中心PUE准确性的方法

通过调研北京地区12个数据中心的能源计量管理情况,围绕影响计算数据中心电能使用效率(PUE)准确性的主要因素,分析计算PUE时普遍存在的问题,提出利用能源计量管理手段,定期比对计量器具确定其准确性的方法,通过电量分项、分类、分区计量管理,提高数据中心PUE准确性。     

基于PUE分析的某数据中心制冷系统优化研究

上海市既有数据中心的PUE大部分在1.6～2.3范围内,具有较大的节能潜力.为此,上海市2018年11月起要求存量改造的数据中心PUE≤1.4,新建的数据中心PUE≤1.3.以上海某银行新建数据中心为研究对象,建立理论模型对其各项能耗进行计算,得到原设计工况下的PUE值为1.459,同时对该数据中心的制冷优化方案进行了...     

数据中心全氟冷却技术的应用效果分析

随着5G、工业互联网、物联网等技术的飞速发展,数据中心的数量急剧增加,其能耗也与日俱增。据统计,2018年我国数据中心的全年能耗已经超过上海市全社会用电量,占到全国用电总量的2.35%。在数据中心的能耗构成中,冷却系统是除IT设备外占比最高的辅助系统,因此减少冷却系统能耗对数据中心节能具有重要意义。与传统水冷系统相比,使用全氟冷却技术可以有效降低水泵功耗,同时延长自然冷源利用时间,是数据中心较优的节能手段。本文对全氟冷却技术的原理进行了分析和介绍,并在北方某数据中心进行了实际应用,在典型气候日进行了热环境和能效测试,测试表明,全氟冷却技术可有效降低数据中心PUE值。     

低负载率下数据机房绿色节能技术应用效果分析

国内大部分数据中心实际运营过程中服务器上架率远低于设计水平，长期处于低负载率运行状态，能耗及碳排放居高不下。对数据中心冷却系统进行水泵变频改造可有效解决低负载率运行冷却系统能源浪费问题。此外，国内数据中心开始利用可再生能源以提高其绿色性能，降低电力成本，降低碳排放。以上海某金融类数据中心为研究对象，利用TRNSYS仿真平台搭建其冷却系统能耗模型，分析进行水泵变频改造和分布式可再生能源利用在数据中心低负载运行时的节能减排效果。结果表明，在负载率10%～25%运行情况下，水泵变频改造后，冷却系统泵耗降低150 kW～168 kW,年均可节约电能约143万kWh;采用分布式光伏发电系统年均发电量约18.976万kWh,用于代替相同发电量的火电，可以做到平均每年节约标准煤57.8 t, CO₂减排154.4 t;机房PUE在负载率15%时可由1.79降低至1.51,节能减排效果显著。     

智能新风净化冷却系统在中小型数据中心的应用

简述新风直接冷却和间接冷却技术的应用原理。通过与传统压缩制冷系统的对比，说明采用智能新风净化冷却系统可降低耗电量23.2%。最后分析智能新风净化冷却系统在小型数据中心领域应用的前景。     

寒冷地区数据中心空调系统设计分析

结合寒冷地区的自然条件,对数据中心空调系统原理及架构进行介绍。以某数据中心为研究对象,从系统优缺点、初投资、运行费用、PUE(电能使用效率)等方面进行分析。结果表明,水冷式空调系统初投资及10年运营总成本优势明显,建议水资源相对丰富地区优先采用,通过附加间接蒸发冷却技术,PUE可降低至1.3以下。     

由早期性能标准的指标计算定频房间空调器APF的方法

房间空调器目前同时用两种完全不同的能效指标EER、COP指标以及APF指标来标称空调器能效。为了便于比较不同能效指标标称的空调器性能,需要将传统的EER和COP能效指标转化成APF能效指标。本文给出了一种利用GB7725—1996中EER和COP等性能参数直接计算APF的方法。该方法首先将APF转化为关于"额定制冷量"、"额定制冷功率"、"额定制热量"和"额定制热功率"的函数,然后联立EER、COP和APF的计算式消除中间变量。根据本文开发的公式,房间空调器的APF可以通过制冷和制热的额定能力和能效进行简单四则运算便可得到。     

蒸发冷却式热管与蒸气压缩复合数据中心空调系统性能实验研究

为解决传统数据中心空调系统能耗高和冷却效率低等问题,本文提出了带有蒸发式冷凝器的制冷剂泵驱动热管与蒸气压缩复合数据中心空调系统,实验分析了不同室外温度与冷凝器风速下系统的运行性能.结果表明:在热管模式下,当室外温度低于0℃时,降低冷凝器风速能够提升系统COP;当室外温度高于0℃时,增大室外机风速能够提高系统节能性.降低...     

土壤源VRF空调系统冬季运行特性实验研究

以土壤源VRF空调系统为研究对象,利用土壤源VRF实验台对其冬季运行特性进行了实验研究,分析在不同开机率时,小时制热量、小时耗功量、机组COP随部分负荷率的变化规律。结果表明:小时制热量与小时耗功量随开机率的升高基本呈现增大趋势,且耗功量对开机率的变化更为敏感;不论室内机的开启率为何值,小时制热量随部分负荷率的增大而增大,小时耗功量、机组COP随部分负荷率的增加呈现下凹、上凸的变化趋势,即土壤源VRF空调机组在部分负荷运行条件下具有较为良好的节能性。     

复合式土壤源VRV系统的试验研究

介绍一种可以分别采用土壤源或冷却塔＋锅炉作为水源VRV机组冷热源的复合式土壤源VRV试验系统,并分别对该系统的夏季制冷和冬季制热进行测试,比较土壤源VRV工况和冷却塔＋锅炉VRV工况的主机COP,分析土壤源VRV系统的节能性。试验结果表明,土壤源工况时,水源VRV机组的夏季和冬季的主机平均COP分别为6.73和4.01;冷却塔＋锅炉工况时,水源VRV机组夏季和冬季的主机平均COP分别为4.94和4.71。同时分析系统的一次能源利用率,认为定频水泵和天然气耗能较高导致系统PER偏低,为进一步提高土壤源VRV系统的节能性提供指导。     

数据中心冷却用动力型热管的实验研究

为研究用于数据中心的动力型热管系统性能,本文在焓差法实验室对三类压缩机性能进行了实验研究,结果表明:1)带气泵功能的压缩机具备低压缩比运行能力,可根据室外环境温度以及室内负荷不同分别切换不同工作模式,简化系统配置,具有很好节能效益,其中变频转子压缩机COP可以超过20,变频涡旋压缩机COP接近20,可以较好的替代液泵; 2)中小型机房空调领域,综合利用气相动力型热管与压缩制冷技术,拓宽了自然冷却利用时间,全年能效比AEER远高于常规机房空调,配合运用地域性风冷、水冷、蒸发冷等节能方式,为现代数据中心节能减排提供了新的思路; 3)大型数据中心空调领域,磁悬浮压缩机COP超过20,具有较高的节能效益,但与液泵相比仍具有一定差距,同时离心式压缩机作为气泵运用存在循环不畅的现象,需要液泵进行压头补偿。     

某地铁列车空调制冷系统的仿真与优化

我国的地铁建设正处于高速发展期,但目前典型地铁列车空调制冷系统的能效比只有2.2～2.3,远低于同类工况下住宅空调制冷系统的能效水平。针对此问题,先建立了某地铁空调制冷系统模型,仿真与系统测试结果吻合良好。然后通过详细的仿真分析,改进蒸发器和冷凝器的制冷剂流路设计、采用小排量高能效比压缩机等方法,使得系统在冷量和成本基本不变的情况下能效比提升了21.7%。最后,研究了制冷剂R410A替代R407C的系统性能变化,系统能效比可进一步提升11.3%,达到3以上。该研究方法及结果对于设计高效节能的地铁列车空调制冷系统具有参考价值。     

热电冷联产系统的几种主要评价模型分析

通过对热电冷联产系统的一次能源消耗率、发电煤耗、燃料节约量、当量热力系数及( )效率等评价模型进行较为全面的评述,并对热电冷联产系统的节能条件进行了分析,旨在对热电冷联产的热经济性作出合理评价.     

多主机制冷机房变流量解耦控制策略研究

在单主机制冷机房变流量解耦控制策略基础上,探讨了多主机制冷机房的变流量解耦控制策略。在考虑冷水机组COP值同时是冷负荷及冷却水进水温度的函数基础上,通过比较不同冷负荷分配策略对制冷机房能耗的影响,得到了在大多数负荷区间,采用均匀分配总冷负荷的策略最为节能。这说明,前期关于单主机制冷机房变流量变温差控制方式可推广至多主机制冷机房变流量控制。     

提高数据中心设计温度的可行性及节能分析

随着数据中心的发展,其冷却能耗占总能耗40%以上。提高数据中心机房温度能够有效降低数据中心总能耗,但提高机房温度是否对IT系统的安全和寿命产生负面影响?对提高数据中心能效和降低能耗的贡献到底有多少?本文对这2个问题进行分析,结合资料调研、分析计算和实际案例,指出提高数据中心机房温度对服务器可靠性影响较小,能够降低空调系统能耗。     

干燥地区蒸发冷却空调系统运行效果及能耗分析

介绍了蒸发冷却空调系统的形式,并进行了简单的分类.提出蒸发冷却空调系统分别从冷源侧、输配侧、末端侧的耗电量计算方法.通过对新疆某医院采用空气—水蒸发冷却空调系统和干燥地区某机场配餐中心采用全空气蒸发冷却空调系统的室内温湿度及整体耗电量实测数据对比分析,来评价蒸发冷却空调系统的运行效果及能耗,得出实测的室内平均温度均为2...