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聯(lián)網(wǎng)和信息化技術(shù)服務(wù)市場的快速擴(kuò)張,，對數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需求不斷增長。隨著"十二五"節(jié)能減排綜合性工作方案的提出,，數(shù)據(jù)中心的高速發(fā)展,，機(jī)房創(chuàng)新節(jié)能也被提升到相當(dāng)重要的位置。從目前的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，機(jī)房空調(diào)節(jié)能更是扮演著舉足輕重的角色,，高能效的機(jī)房空調(diào)也就愈來愈受到數(shù)據(jù)中心客戶的歡迎,。
目前，行業(yè)內(nèi)也陸續(xù)出現(xiàn)了能效比在3.0以上的風(fēng)冷機(jī)房空調(diào)機(jī)組和能效比在25以上的冷凍水型機(jī)房空調(diào)機(jī)組,，經(jīng)過研究和對比,，不難發(fā)現(xiàn)高能效機(jī)房空調(diào)機(jī)組的一個共性特征“模塊化設(shè)計”?？照{(diào)也可模塊化嗎?模塊化真的高能效嗎?來自深圳市艾特網(wǎng)能有限公司(以下簡稱：艾特網(wǎng)能,，官方微信：iteaq2015)的技術(shù)專家為我們從系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)上深入研究了模塊化機(jī)房空調(diào)的能效表現(xiàn)。
什么是“模塊化機(jī)房空調(diào)”?和傳統(tǒng)機(jī)房的空調(diào)的主要區(qū)別?如附圖1所示模塊化機(jī)房空調(diào)分為電控&器件模塊,、制冷模塊,，各制冷模塊的結(jié)構(gòu)和功能相同且相互獨(dú)立。而傳統(tǒng)的機(jī)房的空調(diào)結(jié)構(gòu)形式大體可以分為兩種：1,、制冷模塊1蒸發(fā)器和模塊2蒸發(fā)器分別左右一個“V/A”放置，見附圖2;2,、“/”型盤管結(jié)構(gòu),，特點(diǎn)是盤管為從左到右為一整片，而制冷系統(tǒng)1和系統(tǒng)2的布置又分為系統(tǒng)1/2上下布置及系統(tǒng)1/2里外疊放,，見附圖3,。
首先介紹下能效比EER的概念，能效比等于總制冷量/總輸入功率(,，總輸入功率包含壓縮機(jī)功率,，室內(nèi)機(jī)風(fēng)機(jī)功率，室外機(jī)風(fēng)機(jī)功率;那么提高EER可以分兩個方向,，提高制冷量和降低輸入功率,。由于模塊化設(shè)計主要是機(jī)房空調(diào)室內(nèi)機(jī)的模塊化，所以本文只分析模塊化機(jī)房室內(nèi)機(jī)空調(diào)的節(jié)能,，我們假定壓縮機(jī)不變和室外冷凝溫度不變(假定冷凝溫度為48攝氏度),。那么按照這兩個方向分析：
a. 由于壓縮機(jī)不變，從逆卡諾循環(huán)看,，提高蒸發(fā)溫度可以提高單位質(zhì)量流量制冷量,，同時提高蒸發(fā)溫度會減小壓縮機(jī)吸入口的比容，可以提高系統(tǒng)的制冷劑質(zhì)量流量,，二者疊加會有效的提高制冷量,。但蒸發(fā)器溫度的提高對壓縮機(jī)的輸入功率影響很小。所以提高蒸發(fā)溫度提高制冷量的最有效手段,。
b. 減少總輸入功率主要是壓縮機(jī)功率和室內(nèi)風(fēng)機(jī)功率,，由于壓縮機(jī)的輸入功率的最主要影響因素是冷凝溫度，基于我們假定恒定冷凝溫度,，我們目標(biāo)可以鎖定在室內(nèi)機(jī)的功率,。
綜上所述：理論上提高EER,，針對室內(nèi)機(jī)需要集中力量解決的是提高蒸發(fā)溫度和降低室內(nèi)機(jī)風(fēng)機(jī)功率。提高蒸發(fā)溫度需要增加蒸發(fā)器的換熱：1.提高蒸發(fā)器面積(與占地面積矛盾);2.在維持風(fēng)機(jī)功率不變或減少的基礎(chǔ)上提高風(fēng)量;3.提高蒸發(fā)器空氣側(cè)氣流分配均勻性;4.提高蒸發(fā)器制冷劑分配均勻性,。而要在維持風(fēng)量不變或者提高的基礎(chǔ)上降低室內(nèi)風(fēng)機(jī)功率：1.建立室內(nèi)空調(diào)空氣側(cè)機(jī)內(nèi)阻力(機(jī)內(nèi)阻力包含過濾網(wǎng)阻力,，盤管阻力，機(jī)內(nèi)流道阻力);2.提高風(fēng)機(jī)效率,。
結(jié)合以上的理論分析,，機(jī)房空調(diào)室內(nèi)機(jī)模塊化設(shè)計的節(jié)能優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了。從附圖1可以看到：
1. 由于電控&制冷器件獨(dú)立模塊,，單位占地面積蒸發(fā)器面積比“V/A”型可以提高5~10%,，比 “/”型可以提高10~15%左右。同時基本所有器件被安置在獨(dú)立模塊中,，會導(dǎo)致整個機(jī)組的流道阻力會降低100Pa以上,，也減少氣流不均勻性的影響。
2. 模塊化上下送風(fēng)空調(diào)的過濾網(wǎng)是貼合蒸發(fā)器放置,，與傳統(tǒng)的空調(diào)上送風(fēng)過濾網(wǎng)門置和下送風(fēng)頂置有著很大的區(qū)別,，過濾網(wǎng)面積是傳統(tǒng)的機(jī)房空調(diào)的2 ~2.5倍。大家都知道過濾網(wǎng)的空氣阻力與迎面風(fēng)速平方成正比,，所以模塊化空調(diào)的過濾網(wǎng)空氣側(cè)阻力可以從200~300Pa減少至60Pa左右(基于蒸發(fā)器的迎面風(fēng)俗在2.2m/s),。由于過濾網(wǎng)貼合蒸發(fā)器放置，相當(dāng)于使空氣在進(jìn)入蒸發(fā)器前天然增加一個均流器,，進(jìn)一步提高蒸發(fā)器的空氣側(cè)分配均勻性,。
3. 模塊化的空調(diào)的蒸發(fā)器為前后“W/M”放置，每個制冷模塊中包含一組“V/A”蒸發(fā)器,，風(fēng)機(jī)居中放置,，“V/A”蒸發(fā)器中的兩片換熱器的空氣側(cè)完全對稱，空氣側(cè)的風(fēng)速分布完全均勻,。再看附圖2中,，“V/A”型結(jié)構(gòu)天然會導(dǎo)致前后兩個系統(tǒng)的換熱器空氣分配不均，系統(tǒng)1和系統(tǒng)2的運(yùn)行參數(shù)會不同,。再看附圖3“/”型的由于盤管會比較長,，相對風(fēng)機(jī)的最遠(yuǎn)端和最近端的差距太大，導(dǎo)致整個蒸發(fā)器的空氣側(cè)分配的不均勻性,。模塊化結(jié)構(gòu)盤管的空氣側(cè)CFD分析附圖5,，兩側(cè)盤管風(fēng)速及均勻性良好。
4. 由于模塊化結(jié)構(gòu)天然空氣側(cè)分配均勻性以及過濾網(wǎng)的均流效果,，加上分配毛細(xì)管的優(yōu)化,，各制冷模塊的蒸發(fā)器各回路回氣溫度的差異在±2℃，這意味著制冷劑分配非常均勻。制冷劑側(cè)分配可以進(jìn)一步提高蒸發(fā)器溫度以及系統(tǒng)穩(wěn)定性,，同時可以進(jìn)一步提高空調(diào)的顯熱比,。
5. 模塊化機(jī)房空調(diào)的較小空氣側(cè)阻力的特點(diǎn)，可以優(yōu)化風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn),，在相同風(fēng)量情況,，大大的降低風(fēng)機(jī)輸出功率。以100kW空調(diào)為例,，傳統(tǒng)的機(jī)房空調(diào)風(fēng)機(jī)輸入功率為6.6kW左右,，模塊化機(jī)房空調(diào)的風(fēng)機(jī)輸入功率為5.0kW左右.
6. 模塊化機(jī)房空調(diào)的大蒸發(fā)器以及高制冷劑分配均勻性的特點(diǎn)，制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器溫度在8.5~9.5℃,，與傳統(tǒng)機(jī)房空調(diào)的6.0~7.0℃相比是一個較大的跨越,。
總之，數(shù)據(jù)中心是支撐所有信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)成功運(yùn)用的重要基礎(chǔ),，機(jī)房空調(diào)作為商用空調(diào)的一個品類,，是數(shù)據(jù)中心節(jié)能的重要組成部分。機(jī)房空調(diào)通過采用先進(jìn)的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計理念,，增加單位占地面積蒸發(fā)器面積,，增加過濾網(wǎng)過濾面積，降低了機(jī)組空氣阻力,，提高制冷劑側(cè)分配均勻性，提高了蒸發(fā)溫度,，從而提高制冷量,，降低了風(fēng)機(jī)功率，提高了空調(diào)的能效比EER,。目前經(jīng)過專業(yè)CFD模擬以及實(shí)機(jī)驗(yàn)證測試,，普通風(fēng)冷機(jī)房空調(diào)采用模塊化節(jié)能設(shè)計后能效比可高達(dá)3.2以上，冷凍水型機(jī)房空調(diào)采用模塊化節(jié)能設(shè)計后能效比可高達(dá)25以上,。
來源：精密空調(diào) http://kugq.cn/