哈尔滨大型数据机房新风空调系统节能研究

发布时间：2017-07-16 08:29

  本文关键词：哈尔滨大型数据机房新风空调系统节能研究

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【摘要】：随着整个社会信息化程度的不断提高,我国对于数据中心的需求也越来越大,但数据中心以空调能耗为主的高能耗给社会的能源带来挑战。所以如何让机房制冷空调更省电、更高效地运行成为急需解决的问题。机房空调全年都在不间断运行,在外界低温时,可以考虑利用外界的冷源实现节能。本文主要针对哈尔滨新风直接引入式空调系统进行节能研究与分析。在温度较低时引入室外新风,停止开启制冷压缩机,从而实现降低能耗的效果。本文首先从理论上分析方案的可行性,然后以哈尔滨机房空调节能为研究对象,采用查阅文献、建模等手段,分为以下几个方面:介绍了数据中心特殊的空调需求包括温湿度、洁净度等,确保环境参数满足相关规范标准,根据现行规范标准确定空调设计参数;利用焓湿图及哈尔滨全年8760逐时气象参数,从理论上对利用新风的时间和新风比例进行统计计算,并分析了其可行性。并以哈尔滨大型数据中心案例,利用DeST对其能耗模拟得到逐时负荷,对新风引入式空调系统进行方案分析,重点考虑了新风带入的过滤成本。本文研究表明,在室外空气焓值和湿度低于送风状态点时,引入室外新风均能实现节能效益,该数据中心每年可节电5915704度,相当于减排1.6×106kg碳。通过完成对空气加热器、排风机,加湿器的选型,过滤器寿命的重点计算后,系统的静态回收期仅为2.7年。新风冷却既可以减少运行成本,又响应社会的绿色要求。论文最后采用Fluent对机柜内进行送风中颗粒物进入机柜后浓度分布进行模拟,可以为机房机柜中颗粒物更好的检测控制提供指导,更好的实现经济效益。
【关键词】：数据中心 新风直接引入式系统 负荷模拟
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU83
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题研究背景及研究意义10-13
• 1.1.1 数据中心节能的社会背景10-11
• 1.1.2 机房空调节能的措施11-13
• 1.2 自然冷源利用的发展及存在问题13-15
• 1.2.1 对室外冷源节能的研究现状13-14
• 1.2.2 新风空调节能的应用现状14-15
• 1.3 研究现状分析及研究问题的提出15-17
• 1.3.1 国内外文献综述简析15-16
• 1.3.2 问题提出与分析16
• 1.3.3 研究思路框架16-17
• 1.4 本课题的主要研究内容17-18
• 第2章 数据中心空调设计要求18-25
• 2.1 通信机房存在的问题18-19
• 2.1.1 数据机房能耗指标18-19
• 2.1.2 新风冷源的利用19
• 2.2 机房空调环境设计标准19-23
• 2.2.1 数据机房空调特点19-20
• 2.2.2 温湿度要求20-21
• 2.2.3 洁净度要求21-23
• 2.2.4 空调设计参数的确定23
• 2.3 本章小结23-25
• 第3章 新风直接引入式空调系统25-38
• 3.1 专用机房新风降温技术的提出25-28
• 3.1.1 专用机房采用新风降温的原理25
• 3.1.2 哈尔滨利用新风降温的可能性25-27
• 3.1.3 利用新风冷源空调系统27-28
• 3.2 空调系统运行方案设计28-30
• 3.2.1 室外气象参数分区28-30
• 3.3 新风冷却节能分析30-32
• 3.3.1 新风免费冷却能耗组成30-31
• 3.3.2 传统制冷方式的能耗31
• 3.3.3 利用新风实现节能的条件31-32
• 3.4 新风直接引入式空调系统运行方案确定32-37
• 3.4.1 各区新风冷却节能可行性分析32-34
• 3.4.2 空调运行方案确定34-36
• 3.4.3 新风自然冷却的设计要点36-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第4章 专用机房空调系统设计38-61
• 4.1 负荷模拟软件DeST简介38-44
• 4.1.2 模拟步骤38-42
• 4.1.3 结果统计与分析42-44
• 4.1.4 空调机组负荷确定44
• 4.2 机房专用空调的选择44-47
• 4.2.1 送风量的计算44-45
• 4.2.2 机房空调系统的选择45-46
• 4.2.3 机房专用精密空调的选择46
• 4.2.4 气流组织设计46-47
• 4.3 空调机组设备选型47-55
• 4.3.1 风机的选型47
• 4.3.2 加湿器的选型47-49
• 4.3.3 空气加热器的选型49-50
• 4.3.4 空气过滤器的选型及寿命计算50-53
• 4.3.5 化学过滤器的选型及寿命计算53-55
• 4.4 新风引入式空调节能分析55-60
• 4.4.1 新风承担冷负荷55-56
• 4.4.2 新风系统增加其他能耗56
• 4.4.3 节能量分析56-58
• 4.4.4 新风空调在其他地区的适用性58-60
• 4.5 本章小结60-61
• 第5章 机房内洁净度控制61-73
• 5.1 机房颗粒物模拟61-72
• 5.1.1 模拟软件简介61-62
• 5.1.2 建立单机柜模型62-64
• 5.1.3 网格的生成64-65
• 5.1.4 颗粒物运动机理65-68
• 5.1.5 边界条件的确定68-69
• 5.1.6 模拟结果分析69-72
• 5.2 本章小结72-73
• 结论73-75
• 参考文献75-80
• 致谢80

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本文编号：547843