数据中心自然水源冷却系统与水环境影响研究

发布时间：2022-04-26 20:17

　　随着通信技术的快速发展,数据中心机房的数量激增。我国数据中心能耗高达1000亿度/年,占当年全国工业用电量的1.8%,1同时以每两年增加一倍的速度增长。在这之中,空调部分的能耗约占30%～50%,于是降低数据中心机房的制冷系统能耗成为了国内外学者的研究热点。利用免费的自然冷源对数据机房进行冷却是目前主流的节能方式之一。水冷自然冷却技术是指利用冷却塔或干冷器在室外湿球温度足够低时冷却机房空调系统的循环水或直接利用室外低温自然水源,如湖水、海水等。数据中心在利用自然水源冷却时会将大量的热量排入湖水中,从而对附近区域的水体温度分布产生影响,甚至有可能对水环境造成一定的污染。因此在利用自然水源冷却时应该充分考虑温排水对水环境的影响,以确保数据中心自然水源冷却系统的安全性和可行性。本文主要研究数据中心自然水源冷却系统与水环境的影响,揭示东江湖数据中心全年运行过程中对小东江水域产生的影响。以地表水环境标准中规定的周平均温升不大于1℃为主要评价标准,分析对生态系统的影响程度。首先,介绍了东江湖数据中心机房的运行模式,并利用EnergyPlus中的空调系统组件为基础建立了数据中心制冷系统换热模型,通过... 

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【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 数据中心能效现状及自然冷却的优点
        1.1.2 温排水的环境影响
    1.2 国内外研究现状
    1.3 温排水温度场分布研究方法概述
        1.3.1 经验研究法
        1.3.2 理论研究法
        1.3.3 物理模型法
        1.3.4 数值模拟法
    1.4 课题研究介绍
        1.4.1 研究来源
        1.4.2 研究目的
        1.4.3 研究内容
        1.4.4 研究技术路线
    1.5 本章小结
第2章 东江湖数据中心制冷系统换热模型
    2.1 研究案例概况
    2.2 东江湖数据中心机房简介
    2.3 制冷系统运行模式
    2.4 冷负荷计算模型
    2.5 制冷系统换热模型的建立
    2.6 设备参数
    2.7 模拟结果
    2.8 本章小结
第3章 温排水二维数值模拟
    3.1 Fluent简介
    3.2 水文参数
    3.3 地面水环境影响评价导则
    3.4 模型建立
        3.4.1 技术思路
        3.4.2 k-ε两方程控制方程
        3.4.3 网格划分
        3.4.4 边界条件
        3.4.5 初始条件
        3.4.6 收敛标准
    3.5 模拟结果与分析
        3.5.1 温度场模拟结果
        3.5.2 温升包络线面积
        3.5.3 水体溶氧量影响分析
    3.6 本章小结
第4章 温排水三维数值模拟
    4.1 模型建立
        4.1.1 三维k-ε紊流控制方程
        4.1.2 网格划分
        4.1.3 模型假设
        4.1.4 边界条件
        4.1.5 初始条件
    4.2 水面综合散热系数
    4.3 温度场模拟结果与分析
    4.4 水体溶氧量的影响分析
    4.5 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]数据中心的节能分析[J]. 安真.  智能建筑电气技术. 2011(05)
[2]温排水对围隔生态系统各粒级海洋浮游生物的影响[J]. 蔡泽富,杨红,焦俊鹏,丁丽丽,丁骏,戴桂香,马军林.  水产学报. 2011(08)
[3]遗传神经网络在二维潮流特性模拟中的应用[J]. 陈明杰,倪晋仁,查克麦,黄国和.  水利学报. 2003(10)
[4]湛江电厂对周围水域生态的影响分析[J]. 金腊华,黄报远,刘慧璇,蓝方勇,方建德.  生态科学. 2003(02)
[5]国家环境保护总局、国家质量监督检验检疫总局发布地表水环境质量标准[J].   中国环保产业. 2002(06)
[6]热冲击对鱼类影响的研究[J]. 姜礼燔.  中国水产科学. 2000(02)
[7]天然河道湍浮力流动的数值模拟 Ⅱ:数学模型及其在冷却水工程中的应用实例[J]. 郝瑞霞,陈惠泉,周力行.  水利学报. 1999(06)
[8]三维热扩散预测模型[J]. 王丽霞,孙英兰,郑连远.  青岛海洋大学学报. 1998(01)
[9]热排水对浮游藻类季节变化影响的研究[J]. 谢允田,魏民,石岩,刘奎生,王爱民.  水电站设计. 1997(03)
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博士论文
[1]基于计算流体动力学的水轮机及水电站尾水系统数值研究[D]. 肖惠民.武汉大学 2005

硕士论文
[1]上海世博园大型地表水源热泵对黄浦江水环境的影响分析[D]. 张文宇.同济大学 2007
[2]电厂温排放的水环境数学模拟及热环境容量计算[D]. 朱羿.河海大学 2005



本文编号：3648665