数据中心节能利器——氟泵自然冷CoolFree3.0机房节能空调,艾默生依靠资深经验研发团队,攻克数据中心自然冷利用领域多项难题,自主研发并拥有数十项核心技术专利和自主知识产权的自然冷节能技术产品。
其具备独特创新的“双擎”“三模“运行模式,充分利用室外自然冷源,应对不同节气智能调整,最大化提升整机全年运行能效比。与传统机房专用空调相比,氟泵自然冷CoolFree3.0在北方地区全年运行节电率超过40%。
《UPS应用》杂志曾专题介绍过艾默生公司苗华先生的《氟泵自然冷——缩短数据中心自然冷却的“尴尬时段”》的技术主题介绍，今天将重点介绍氟泵自然冷空调运行中缩减过渡季节的“尴尬时段”关键技术的“压缩机和氟泵同时运行的混合模式”(以下简称混合模式)是如何节能的。
图1是典型压缩机运行范围包络图,这个类似堤坝形状的图形区域是压缩机运行包络安全范围SafeArea。
我们知道传统风冷空调在过渡季节当室外环境温度降低时,冷凝器冷凝效果变好,冷凝温度会降低,此时压缩机功耗也会降低。理论上,压缩机工作点只要落在压缩机运行包络区域安全范围内(见图1中整个safeAres区),冷凝温度越低越好,最低可将降到25℃左右。但我们还需要设定冷凝风机调速控制器或冷凝压力控制阀,来限制冷凝温度(冷凝压力)降低、减弱冷凝能力,这是为什么呢?
实际上,对于机房空调领域所采用的中高温涡旋压缩机,以国标规定的24℃、50%工况下运行为例,通常冷凝温度需要保持在35℃～60℃之间,蒸发温度一般控制在5℃～10℃之间(高回风应用中蒸发温度可能到14℃以上,但不影响对冷凝温度分析)来保证系统安全运行。
如果冷凝温度过低会引发压缩机冷凝压力降低,压比低造成涡旋盘轴向柔性封闭不严密,易产生故障;更重要的是,冷凝温度过低造成膨胀阀前后压差减小,造成排膨胀阀供液动力不足,冷媒流量减小,蒸发温度(蒸发压力)降低,进而造成制冷量减小,空调显热比也降低了,整体能效降低。
所以,传统风冷空调随室外温度降低,需通过风机降低转速或冷凝压力控制等方式保持冷凝温度(冷凝压力)不低于35℃(约12.5bar),保持在如图1红色安全范围内。
而压缩机和氟泵同时运行的混合模式可以消除过渡季节及冬季风冷空调运行中这一“尴尬时间”,一方面继续降低冷凝温度至最低点的25℃左右(如图1浅蓝色区域),来挖掘压缩机在安全范围内最节能运行点。
如图2典型50kW压缩机和氟泵双驱空调与未采用氟泵技术空调制冷量及能效随冷凝温度变化曲线图所示,冷凝温度继续降低至25℃,压缩机功耗较之35℃可降低16%,制冷量增大8%,整机能效提高31%。
另一方面通过氟泵增压辅助压缩机提高液体压力,增加液体过冷度,既消除气体闪发,又增强了膨胀阀供液动力,有助于增强冷媒流量,提高蒸发温度(压力),提高制冷能力,也保证了空调高显热比;又冷媒泵的功耗仅约为压缩机功耗的1%～4%,从而提供整机能效,实现节能运行。
