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金恒创新能效分析-冷冻水型精密半岛(中国)

文章来源:admin 发布时间:2020-04-22 23:55:09 浏览:0

1. 耗能模型

在前文《数据中心基础设施能效管理之核心设备V2016》中,我们可以看到冷冻水型精密半岛(中国)满载运行1.49年的电费支出即已超出其初投资费用,属于数据中心的能效管理核心设备节点之一。

 



图1:能效分析节点--冷冻水型精密半岛(中国)

 

该节点只消耗电能,由上图可以看出由三部分构成:

  • 风侧QHn:克服机组内风侧阻力,分担风机的耗用电能;

  • 风侧N-P:由于风机位于节点内,风机效率带来的那部分电能损失也滞留在节点内;

  • 水侧QnHn:克服盘管水阻力,分担冷冻水循环泵的耗用电能,成为循环泵的上级需求。

风机消耗的电能还有一部分(QHw)用于满足上级需求,用来克服机外静压,这一部分耗用电能在场域模型中,不在该节点内属于上级气流组织设计的耗用范畴。

图1中P为满足需求所需要的理论有用功;

图1中P,N为单位时间耗能w,Q为流量m3/s,H为前后压差Pa,η为无量纲效率,全部采用国际标准单位;

图1中有用功计算公式P=QH,可以适用于数据中心所有冷却系统对流体做功的耗能元件:风机、泵、压缩机,管件,阀门等。

能效模型原则:

场域原则:

研究场内(指定空间、范畴、界限)消耗的能源;进入场的能源减去出场能源,当研究平均宏观耗能时,可以直接再减去周期性场储存和场释放的能源;分析场内元件、设备、系统的耗能特性;

对于需求侧,仅计算有用功;因为机械效率和电机效率而导致的实际耗功N与理论耗功P的差值,归属于耗功元件所在的节点。

时域原则:

由能源利用和转化的任一节点上下延伸,跨越所有研究对象,分析其能源的来源,去向。

原则选用:

一般的研究都处于有限场域下,当研究颗粒度较粗时,通过时域分析能够快速的得出软件定义/封装的黑盒界面。

 

2. 影响因子

根据耗能模型:

  • 其风侧流量Q受设计水平影响(送回风温差、制冷量、洁净度,温湿度控制精度要求的换气次数、末端气流组织有效送风率);

  • 其风侧内阻力Hn受厂家机组设计、生产和安装水平影响;

  • 其风侧电能损失N-P,受厂家风机选型和安装水平、设计机外静压以及上述Q,Hn影响因子影响。

  • 其水侧Q受设计水平(显冷量、供回水温差)、厂家风机选型、散热设计影响;

  • 其水侧Hn受厂家机组设计、生产和安装水平影响。

  • 当然以上所有参数还同时受负载和自控及运维水平影响。

     

3. 权重分析

冷冻水型精密半岛(中国)能耗影响因子各权重可能会随着负载率和应用场景发生较大的变化。我们仅以一个满载权重分析示例,提供分析的方法,结果仅供参考。

计算示例介绍-精密半岛(中国)


 

 

说明:

  • 风侧内耗QHn:风侧内阻消耗的风机有用功,kw,在精密半岛(中国)耗能中权重为53.2%;

  • 风侧损耗N-P:风机效率造成的电能损耗,kw,在精密半岛(中国)耗能中权重为41.4%;

  • 水侧QnHn:克服盘管水阻力,分担冷冻水循环泵的耗用电能,kw,在精密半岛(中国)耗能中权重为5.4%;

  • 风侧Q增加5%,精密半岛(中国)总耗能增加15.1%;

  • 风侧Hn增加5%,精密半岛(中国)总耗能增加4.5%;

  • 风侧风机效率增加5%,精密半岛(中国)总耗能减少4.9%;

  • 水侧权重低,感兴趣的朋友请自己计算其参数变化5%,带来的总耗能变化。

     

    编者按:

由于设计风量变化对冷冻水型精密半岛(中国)耗能影响巨大,应对影响风量需求的制冷量、送回风温差、末端有效送风率、洁净度需求风量进行更严格的定量设计。

以上结果均基于计算示例的满载节点,按照场域原则计算,如有疑问欢迎联系我们。计算方法略

文章来源:精密半岛(中国) /emerson/


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