【技術】模塊化機房空調 VS 傳統機房空調

首先來了解下，什么是模塊化機房？

所謂的模塊化機房，它是可以將大型數據中心分割成若干個獨立模塊，每個模塊各自集成機房的所有功能，包括機柜、配電柜、ups、精密空調、動環監控系統、冷通道、電池柜等產品，形成一個模塊化一體化產品，每個模塊都可以根據建設規模、功率負載、資源配置的標準進行設計和施工。尤其是隨著it設備需求的不斷發展，可以按需增添獨立模塊，從而實現快速建設，快速復制已有的數據中心。

說得更簡單直白一點：就是組建機房像搭積木，快速簡單便捷有效。

2、和傳統機房空調對比  

如附圖1所示模塊化機房空調分為電控&器件模塊、制冷模塊，各制冷模塊的結構和功能相同且相互獨立。

而傳統的機房的空調結構形式大體可以分為兩種：

1、制冷模塊1蒸發器和模塊2蒸發器分別左右一個“v/a”放置，見附圖2;

由于模塊化設計主要是機房空調室內機的模塊化，所以本文只分析模塊化機房室內機空調的節能，我們假定壓縮機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：

1） 由于壓縮機不變，從逆卡諾循環看，提高蒸發溫度可以提高單位質量流量制冷量，同時提高蒸發溫度會減小壓縮機吸入口的比容，可以提高系統的制冷劑質量流量，二者疊加會有效的提高制冷量。但蒸發器溫度的提高對壓縮機的輸入功率影響很小。所以提高蒸發溫度提高制冷量的最有效手段。

2）減少總輸入功率主要是壓縮機功率和室內風機功率，由于壓縮機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，我們目標可以鎖定在室內機的功率。

綜上所述：理論上提高eer，針對室內機需要集中力量解決的是提高蒸發溫度和降低室內機風機功率。

提高蒸發溫度需要增加蒸發器的換熱：

1.提高蒸發器面積(與占地面積矛盾);

2.在維持風機功率不變或減少的基礎上提高風量;

3.提高蒸發器空氣側氣流分配均勻性;

而要在維持風量不變或者提高的基礎上降低室內風機功率：

2.提高風機效率。

結合以上的理論分析，機房空調室內機模塊化設計的節能優勢就體現出來了。

從附圖1可以看到：

1. 由于電控&制冷器件獨立模塊，單位占地面積蒸發器面積比“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立模塊中，會導致整個機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. 模塊化上下送風空調的過濾網是貼合蒸發器放置，與傳統的空調上送風過濾網門置和下送風頂置有著很大的區別，過濾網面積是傳統的機房空調的2 ~2.5倍。大家都知道過濾網的空氣阻力與迎面風速平方成正比，所以模塊化空調的過濾網空氣側阻力可以從200~300pa減少至60pa左右(基于蒸發器的迎面風俗在2.2m/s)。由于過濾網貼合蒸發器放置，相當于使空氣在進入蒸發器前天然增加一個均流器，進一步提高蒸發器的空氣側分配均勻性。

3. 模塊化的空調的蒸發器為前后“w/m”放置，每個制冷模塊中包含一組“v/a”蒸發器，風機居中放置，“v/a”蒸發器中的兩片換熱器的空氣側完全對稱，空氣側的風速分布完全均勻。

再看附圖2中，“v/a”型結構天然會導致前后兩個系統的換熱器空氣分配不均，系統1和系統2的運行參數會不同。再看附圖3“/”型的由于盤管會比較長，相對風機的最遠端和最近端的差距太大，導致整個蒸發器的空氣側分配的不均勻性。模塊化結構盤管的空氣側cfd分析附圖5，兩側盤管風速及均勻性良好。

5. 模塊化機房空調的較小空氣側阻力的特點，可以優化風機的工作點，在相同風量情況，大大的降低風機輸出功率。以100kw空調為例，傳統的機房空調風機輸入功率為6.6kw左右，模塊化機房空調的風機輸入功率為5.0kw左右.

6. 模塊化機房空調的大蒸發器以及高制冷劑分配均勻性的特點，制冷系統的蒸發器溫度在8.5~9.5℃，與傳統機房空調的6.0~7.0℃相比是一個較大的跨越。