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精密空调的回风温度,送风温度和压差控制分析

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-12-27 11:23:46 * 浏览: 15
回风温度控制和送风温度控制是计算机机房中温度控制的两个选项。两者之间的差异是控制中涉及的温度采样点的位置。对于封闭的机房,当机房负荷恒定时,如果使用回风温度控制,则回风温度是直接控制对象。使用送风温度控制时,送风温度是直接控制对象。 var_bdhmProtocol =((“ https:” == document.location.protocol)? ” https://”:“ http://”),document.write(unescape(“%3Cscriptsrc ='” + _ bdhmProtocol +” hm.baidu .com / h.js%3F83e8d4ba8c3dd1c5d05a795e63a2d7b4'type ='text / javascript '%3E%3C / script%3E”))),1引言回风温度控制和送风温度控制是机房温度控制的两个选择,两个区别在于所涉及的温度采样点的位置控制。对于封闭的机房,当机房负荷恒定时,如果使用回风温度控制,则回风温度是直接控制对象。使用送风温度控制时,送风温度是直接控制对象。差压控制是基于回风温度控制或送风温度控制的,通过控制空间中不同点的压差,可以使精密空调的制冷量和风量更好地与实际情况相匹配。获得更好的性能。控制效果。在实际应用中,由于实际场景的差异,这三种控制方法在不同场景下各有优缺点。根据实际需要选择合适的控制方法是实现机房稳定运行和节能的关键。本文通过简单的控制逻辑和分析,针对不同的精密空调应用场景,描述了精密空调的回风温度控制,送风温度控制和压差控制三种控制方法。选择精确的空调控制方法时,此信息可为机房中的IT人员提供参考。 2三种控制方法的描述方式2.1术语比例带:一种可控制的温度范围,满足机房中各种设备的使用条件。温度盲区:在温度设定点附近,可以近似表示机房温度达到要求的温度范围,分为正,负盲区,可以根据实际情况设置盲区的大小温度控制精度。值是±3°C。图1是温度死区的示意图。压力参考点:通道中的一个压力点,用于与其他压力采集点进行比较,并使用差值反馈压力场的相对分布。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单元回风侧温度传感器收集的温度值参与控制,将回风温度值与本机设定的目标温度进行比较,计算冷却需求以控制设备的容量输出以及其他组件的按需操作。回风温度控制逻辑图如图2所示。冷需求与回风温度,温度设定点,温度死区和温度比例带有关,即冷需求= f(回风温度,温度设定点,温度死区和温度比例带)。 2.3送风温度控制送风温度控制是指利用单元送风侧温度传感器收集的温度值参与控制。将供应侧温度值与设备设置的目标温度以及计算出的冷却能力需求进行比较,以控制设备的能力输出和其他组件的按需操作。图3是t的示意图他提供空气温度控制逻辑。制冷需求与送风温度,温度设定点,温度死区和温度比例带有关,即冷需求= f(供气温度,温度设定点,温度死区,温度比例带)2.4压差控制压差控制是指在使用回风温度或送风温度控制方法使温度场满足要求的同时,控制通道内每个采集点的压差以及通道内外的压差。压差控制需要与回风温度控制或送风温度控制一起使用,不能单独使用。在满足温度控制需求的基础上执行压差控制。 2.4.1通道中的压差控制通过调节装置的风量输出来控制通道中收集点之间的压差,以使通道中的压力场尽可能均匀,并减少由压力引起的气流运动渠道差异。使通道内的温度场均匀,以达到系统节能的目的。通常,通过控制通道中每个点的压力差,将通道中的温差控制在3°C以下。通道中各点之间的温度差每降低1℃,能量效率就可提高约2%。压难以在通道中实现压差控制。目前,业界还没有成熟的应用案例。这是一种理论分析思想,可能成为数据中心未来精密空调控制方法的方向之一。 2.4.2通道内外压差控制在房间级情况下,控制送风通道内外压差在30〜80Pa之内,可以改善风量与负荷的匹配。精密空调,降低能耗。对于行级方案,通道密封时不可避免地会发生少量漏风。通过调节通道内部与外部之间的相对压力差,减少了热通道和冷通道之间的空气泄漏方向,并减少了由泄漏引起的能量消耗。当关闭冷通道时,精密空调的供应侧与冷通道连通。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,避免由热通道中的热量通过冷通道进入冷通道而引起温度变化。过道密封。通常,即使在冷通道中形成相对正压力,通道内部的压力P-通道外部的压力Pout = 5〜20Pa。当热通道关闭时,精密空调的返回侧与热通道连通。通常情况下,精密空调的风量大于服务器的风量,并且在热通道中可能会形成相对负压。外部冷却池中的少量冷空气将通过密封泄漏到热通道中。由于冷池占主导地位,泄漏不会影响能耗。显然,通常仅控制通道内各点之间的压力差,以使通道内的温度场和压力场相对均匀。图4和5分别显示了房间级和行级压差控制逻辑的示意图。 3控制方法的比较分析3.1房间情景3.1.1节能比较(1)混合空气对能源消耗的影响在房间情景中,通过供气通道进行空气供给。如果送风通道未密封,则会有一定程度的风道短路现象。这意味着一部分冷空气直接与回风混合而不经过机房中的设备,导致回风温度降低。使用回风温度时e。由于空气混合现象,机房出风口温度高于精密空调控制的回风温度。为了确保室内设备的工作温度不超过允许的上限,请设置精密空调的回风温度。在控制点时,需要保留一定的安全裕度,安全裕度的大小取决于实际场景的混合风情况。当使用送风温度控制时,由于送风温度是直接控制对象,因此混合空气的影响不会直接反映在负载控制上。只需根据机房设备的实际情况设置合适的送风温度控制点即可。相对而言,送风温度控制更节能。如果关闭回风通道和送风通道,则可以减少混合空气的影响。示意图图6显示了房间级空调的空调示意图。(2)制冷负荷的影响能耗匹配对于机房级场景,当机房中部分设备正在工作时,由于负荷减少,空调回风之间的温差会减小。对于风冷空调,当使用回风温度控制时,随着负载的减少,其工作蒸发温度将相应增加,并且设备的能效比也会增加。使用送风温度控制时,返回空气会随着负载的减少而减少。温度降低,空调的蒸发温度几乎不变,能耗也不变。对于水冷式空调机,当使用回风温度控制或送风温度控制时,供水的水温不会随负载的变化而变化,而是水的流量会变化。对于匹配的冷水机,供水量始终大于最终的空调需求量。两种控制方法的区别在于,当控制回风温度时,可以用更高的供水温度来满足,这反映在整个制冷系统中。该冷却器可以在更高的蒸发温度下运行,这比供气温度控制方法更节能。对于房间级高架地板的送风场景,基于回风温度控制或送风温度控制,增加压差控制,利用该压力来调节空调风扇的速度,并确保静压腔为正压(一般设定在30〜80Pa),压力恒定,使制冷量和出风量按需分配,大大提高了与实际负荷的匹配,降低了能耗,保证了供气距离,消除了计算机室中的热点,并提高了冷却的可靠性。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(部分负载条件对设备工作温度范围的影响)机房中的设备必须在建议的工作温度范围内运行。工作温度超过上限或低于下限将对设备的寿命和稳定性产生致命影响。但是,大多数设备在其工作范围内,温度越高,对其寿命和稳定性越不利。对于房间场景,采用回风温度控制时,回风温度是直接控制对象。如果计算机机房中设备的负载发生变化并且处于部分负载条件下,则仍可以控制设备出风口温度的上限。高温会使设备长时间在较高的温度范围内运行,这不利于其使用寿命和稳定性。对于房间级场景,使用送风温度控制时,送风温度是直接控制对象,可以实时控制精密空调的送风温度状态,因此设备长期处于最佳温度范围内,有利于设备的稳定运行。 3.1.3成本比较在房间场景中,采用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。压差控制基于回风温度控制或送风温度控制,并且添加了压差控制器以收集每个点的压差。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节能对比(1)安全温差对能耗的影响假设设备的安全工作温度为T,在使用回风温度控制时,目标温度值可以设置为T- ΔT,因为直接控制风温,可以将安全温差ΔT设置为较小的值,从而可以确保机房温度在允许的安全范围内。假设设备的安全工作温度为T,在使用送风温度控制时,送风温度直接为0。对于控制对象,送风和回风之间的温差在各种情况下都会变化。服务器交换热量后,仅控制送风温度,就有服务器风超过安全运行温度的风险。为了确保设备的安全性,通常将目标送风温度设定得较低,即在使用送风温度控制时,多数情况下,单位回风温度之间会有较大差异。以及设备的安全工作温度。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,则当回风时空调的回风温度可以设置为38°C。使用温度控制。在22℃时,空调的回风温度一般不超过36℃。这样,与送风温度控制单元相比,38℃的回风温度控制单元可以将能源效率提高约3%。从实际使用情况来看,当使用回风控制器时,大多数情况下,该单元的目标设定温度较高,蒸发温度状态相对较高,并且节能效果更好。 (2)冷负荷匹配对能耗的影响