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精密空调回风温度,送风温度和差压控制分析白皮书

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-07-30 16:51:11 * 浏览: 15
回风温度控制和供气温度控制是室温控制的两个选项。两者之间的差异在于参与控制的温度采样点是不同的。对于封闭的机房,如果机房的负载恒定,如果采用回风温度控制,则返回空气温度是直接控制对象。采用送风温度控制时,直接控制送风温度。 var_bdhmProtocol =((” HTTPS:” == document.location.protocol)?”的https://”:” HTTP://”),文件撰写(UNESCAPE(”%3Cscriptsrc ='” + _bdhmProtocol +” hm.baidu .com / h.js%3F83e8d4ba8c3dd1c5d05a795e63a2d7b4'type ='text / javascript'%3E%3C / script%3E“)),1简介返回空气温度控制和送风温度控制是室温控制的两个选项,两个区别是参与控制的温度采样点位置不同。对于封闭的机房,如果机房的负载恒定,如果采用回风温度控制,则返回空气温度是直接控制对象。采用送风温度控制时,直接控制送风温度。差压控制基于回风温度控制或供气温度控制。通过控制空间不同点的压差,精密空调的制冷输出和风量可以更好地与实际场景相匹配,从而达到更好的效果。控制效果。在实际应用中,由于实际场景的不同,这三种控制模式在不同场景下具有不同的优缺点。根据实际需要选择合适的控制方式,是实现机房稳定运行和节能的关键。本文针对精密空调的回风温度控制,供气温度控制和差压控制三种控制方式,给出了简单的控制逻辑描述和不同精度空调应用场景的分析。选择精密空调控制方法时,此信息可用作计算机房IT人员的参考。 2三种控制方法的描述2.1术语比例带:可控温度范围,满足机房设备的使用条件。温度死区:接近温度设定点,可以近似表明机房温度已达到设定温度范围,该范围分为正死区和负死区。死区的大小可以根据实际的场景温度控制精度来设定。死区设置最大值为±3°C。图1是温度死区的示意图。压力参考点:通道中的压力点,用于与其他压力采集点进行比较,并使用差分反馈压力场相对分布关系。参考压力点可以根据实际情况任意选择。 2.2回风温度控制回风温度控制是指利用设备回风侧温度传感器采集的温度值参与控制,比较回风温度值与设定的目标温度值。单位,并计算所需的冷却能力。控制单元的容量输出和其他组件的按需操作。回风温度控制示意图如图2所示。冷却需求与回风温度,温度设定点,温度死区和温度比例带有关,即冷却需求= f (返回空气温度,温度设定点,温度死区,温度比例带)。 2.3供气温度控制供气温度控制是指参与控制的机组供气侧温度传感器采集的温度值。将供气侧的温度值与由该单元设定的目标温度值进行比较,并计算计算出的冷却能力。需要控制单位的容量输出和其他组件的按需操作。图3是供气温度控制逻辑的示意图。冷却需求与供气温度,温度设定点,温度死区和温度比例带有关,即冷却需求= f(供气温度,温度设定点,温度死区,温度比例) 2.4)差压控制差压控制是指利用回风温度或供气温度控制方法控制通道内各收集点的压差和通道内外的压差,制作温度场达到需求。差压控制需要与回风温度控制或供气温度控制一起使用,不能单独使用。差压控制是在满足温度控制要求的基础上进行的。 2.4.1通道内压差控制通过调节装置的风量输出,控制通道中收集点之间的压力差,使通道内的压力场尽可能均匀,并产生气流通过减小通道内的压差,使通道内的温度场均匀,达到系统节能的目的。在正常情况下,通过控制通道中每个点的压力差,通道中的最大温差控制在3°C以下。对于通道中各点之间的最大温差,每降低1°C,能效可提高约2%。难以控制通道中的压力差。目前,业内还没有成熟的应用案例。它是一种理论分析思想,可能成为未来数据中心精度控制系统的方向之一。 2.4.2通道内外压差控制对于室内场景,供气通道内外压差控制在30~80Pa之间,可以提高供气量与供气量的匹配度。精密空调的负载,降低能耗。对于行级场景,当密封通道时,少量漏气是不可避免的。通过调节通道内外的相对压力差,控制冷热通道之间的气流泄漏方向,减少漏风引起的能量消耗。当冷通道关闭时,精密空调的空调侧连接到冷通道。在正常情况下,精密空调的风量大于服务器的风量,在冷通道中容易形成相对正压,以避免热通道中的热量进入冷却引起的温度变化通过通道密封。通常,通道P内的压力被控制到通道外的压力。 P外= 5~20Pa,即使在冷通道中形成相对正压。当热通道关闭时,精密空调的回风侧连接到热通道。在正常情况下,精密空调的风量大于服务器的风量。在热通道中容易形成相对负压,并且外冷池中的少量冷空气将通过密封件泄漏到热通道中。由于冷池占主导地位,漏气不会影响能耗。显然,通常仅控制通道中的点之间的压力差,使得通道中的温度场和压力场相对均匀。图4和图5分别显示了房间级和行级差压控制的逻辑图。 3控制方法的比较3.1房间级场景3.1.1节能比较(1)混合空气对能量消耗的影响对于房间级场景,空气通过供气通道供给。如果供气通道未密封,则会有一定程度。空气通道短路的现象,即col的一部分d空气不通过机房并直接与返回空气混合,导致返回空气温度降低。当控制回风温度时,机房的出风口温度高于精密空调控制的回风温度。为了确保机房的工作温度不超过允许的上限,设定精密空调的回风温度。控制点时,需要保留一定的安全裕度。安全边际的大小取决于实际场景的混合空气情况。采用供气温度控制时,由于直接控制供气温度,混合空气的影响不会直接反映在负荷控制上,只需根据设定适当的供气温度控制点即可。机房设备的实际情况。相对而言,供气温度控制更节能。如果返回空气通道和空气供应通道都关闭,则混合空气的影响可以最小化。室内空调混合空气示意图如图6所示。(2)冷负荷匹配程度对能耗的影响在室内情景中,当机房负荷部分负荷时,气温差异为由于负荷减小,空调的回风温度降低。对于风冷空调,当控制回风温度时,随着负荷减小,运行的蒸发温度将相应增加,并且该单元的能效比将增加。当控制空气供应温度时,返回空气将随负载而减小。当温度降低时,空调操作的蒸发温度几乎恒定,并且能量消耗不变。对于水冷式空调,采用回风温度控制或供气温度控制时,供水温度不随负荷变化而变化,但水流量变化。对于匹配的冷水机组,供水量始终大于末端。空调需求。两种控制模式之间的区别在于,当控制回风温度时,可以满足更高的供水温度,并且可以在整个制冷系统中进行反应。冷却器可以在更高的蒸发温度下操作,与供气温度控制模式相比节能。对于室内空中楼层供气现场,在回风温度控制或供气温度控制的基础上,增加差压控制,并利用压力调节空调风机转速,确保静压腔室压力为正压(一般设定在30~80Pa)和恒压,使冷却能力和风量输出按需分配,大大提高与实际负荷的匹配,降低能耗,保证供气距离,消除机房的热点,提高制冷的可靠性。图7是压力控制调节模块的展开示意图。 3.1.2可靠性比较(部分负载对设备最佳工作温度范围的影响)要求机房要求在推荐的工作温度范围内运行。如果工作温度超过上限或低于下限,将对设备的使用寿命和稳定性造成致命的影响。影响。大多数设备都在其工作范围内,温度越高,其寿命和稳定性就越不利。对于房间级场景,当采用回风温度控制时,回风温度是直接控制对象。如果机房负荷发生变化,在部分负荷条件下,仍然可以控制装置出口空气温度的上限,并可以比较装置的进气温度。高温条件使设备在较高温度范围内运行较长时间,不利于其寿命和稳定性。对于房间水平场景,采用供气温度控制,直接控制供气温度,可实时控制精密空调的供气温度状态,使设备处于最佳温度范围内。很长一段时间,这有利于其稳定运行。 3.1.3成本比较对于房间级场景,回风温度控制或送风温度控制,但直接控制对象不同,项目实现时没有成本差异。差压控制需要增加差压控制器以基于回气温度控制或供气温度控制来收集每个点处的压差。同时,差压控制需要采用合理的组控制逻辑来实现,并且需要增加硬件和软件的初始投资。 3.2行级场景3.2.1节能比较(1)安全温差对能耗的影响假设设备的最高安全工作温度为T.使用回风温度控制时,可设定目标温度值因为直接控制返回空气温度,所以可以将安全温度差ΔT设定得更小。这可确保机房的最高温度在允许的安全范围内。假设设备的最高安全工作温度为T.当控制供气温度时,提供空气供应。温度是直接控制对象,并且在各种情况下返回空气的温度差异是不同的。简单地控制供应空气的温度。在服务器进行热交换之后,存在服务器的出风口超过安全工作温度的风险。为了确保设备的安全性,目标空气供应温度通常设定得相对较低。也就是说,当控制空气供应温度时,在大多数情况下,该单元的返回空气温度和设备的最高安全工作温度具有很大差异。 。例如,机房中使用的风冷精密空调。如果机房的环境温度安全值为40°C,则控制回风温度时,回风温度可设定为38°C。如果控制供气温度,则设定供气温度。在22℃时,空调返回空气温度通常不超过36℃。然后,与空气供应温度控制单元相比,38℃的返回空气温度控制单元可以将能量效率提高约3%。从实际使用场景来看,当采用回风控制时,在大多数情况下,该装置具有较高的目标设定温度,并且在相对较高的蒸发温度状态下运行,这更节能。 (2)冷负荷匹配度对能耗的影响在行级场景中,当机房负荷部分工作时,由于负荷减小,空调回风温差减小。对于风冷空调,当采用回风温度控制时,随着负荷的减小,运行的蒸发温度也会相应增加,单元的能效比会增加。当控制空气供应温度时,返回空气温度随负载减小而降低。空调运行的蒸发温度几乎恒定,能耗不变。对于水冷式空调,当采用回风温度控制或供气温度控制时,随着负荷的变化,供水温度不会改变,但水流量会发生变化。对于冷水机组,供水量始终大于终端空调的需求量。两种控制模式之间的区别在于,当控制回风温度时,可以满足更高的供水温度,并且可以在整个制冷系统中进行反应。冷却器可以在更高的蒸发温度下操作,与供气温度控制模式相比节能。对于行级方案,基于返回空气温度温度控制或供气温度控制,增加差压控制,平衡控制通道中每个点的压差和控制通道内外的相对正压,从而分配冷却能力和风量输出需求。 ,大大提高与实际负载的匹配,降低能耗,降低机房的PUE。 3.2.2可靠性比较(通道温度影响设备的最佳工作温度范围)要求机房要求在推荐的工作温度范围内运行。如果工作温度超过上限或低于下限,将对设备的使用寿命和稳定性产生致命影响。 。大多数设备都在其工作范围内,温度越高,其寿命和稳定性就越不利。当采用回风温度控制时,回风温度是直接控制对象。如果机房负荷发生变化,在部分负荷条件下,控制设备出口温度的上限可能会导致设备进气温度升高,使设备在更高的温度范围内运行更长时间一段时间,这不利于其生命和稳定。采用送风温度控制时,直接控制送风温度,可实时控制精密空调的送风温度状态,使设备长时间处于最佳温度范围,这有利于其稳定运行。 3.2.3成本比较对于行级场景,回风温度控制或供气温度控制只是一个直接控制对象,项目实施时没有成本差异。差压控制需要增加差压控制器,以基于回风温度控制或供气温度控制来收集每个点处的压差。同时,差压控制需要用合理的组控制逻辑和硬件和软件的初始投资来实现。需要增加。 4结论表1总结了房间空调应用场景的分析。当房间采用封闭的冷通道时,混合空气对空调温度控制或回风温度控制没有影响。根据目前的市场应用成熟度和投资成本,一般建议使用回风温度控制。表2总结了行级空调的应用场景分析。行级精密空调通常用于闭路(冷/热)高温回风场景。通常建议设置送风温度控制,以准确控制送风温度,确保IT设备的可靠运行。同样,由于差压控制的市场应用不成熟以及未来将出现的高维护工作量需求,通常不建议这样做。