導讀
同溼球溫度下,夏季幹球溫度越高(相對溼度越低),冷塔出水溫度越低。
耗電折標煤係數0.1229kg/kwh,折碳排放係數0.604kg/kwh。
當迴風溫度≤35℃時迴風溼度即使取到30%,設計12℃溫差風量將導致送風溼度不合格。
相對溼度與冷塔出水溫度
來信1:為什麼數據中心夏季相同溼球溫度下,幹球溫度越高,冷卻塔出水溫度越低?
福哥:當溼球溫度相同時,從直覺來看,貌似幹球溫度越低,風側換熱好,冷卻塔出水溫度應該更低。
但是實際結果卻往往相反。
其根本原因在於夏季冷卻塔散熱能力的90%-110%均來自於水的蒸發。水蒸發散熱量與水的飽和蒸發壓力及空氣中水蒸氣分壓力的差成正向比例關係。當冷卻塔進水溫度相同,空氣溼球溫度相同時,幹球溫度越高,其露點溫度越低,露點溫度越低空氣中水蒸氣分壓力也越低,從而導致水的飽和蒸發壓力及空氣中水蒸氣壓力差越大,蒸發量越大,而使得冷卻塔出水溫度更低。
耗電的標準煤與碳排放係數
來信2:現行能源審計及碳排放核查中數據中心耗電與標準煤消耗和碳排放係數到底有哪幾種?哪種比較合理?
福哥:數據中心作為用電端,標準煤及碳排放均應該採用當量值進行核查更合理。等價值覆蓋了發電效率,其應作為發電端的重點考核。
當然實際上北京發改委及節能環保中心,對於年耗電折算標煤係數採用了當量值0.1229kgce/kwh,但是碳排放卻採用了等價值0.604kgco2/kwh。(其中僅有不超過0.24kgco2排放量也即不超過40%碳排放量與用電量有關,而其餘與火電效率、電網新能源比例等電廠到用電端的整體發輸電效率相關)
折標準煤當量值是指按照能量相等原則計算的標準煤耗;
折標準碳排放當量值是指按照相應計算原則將當量標煤轉化的當量碳排放量。
按照IPCC-2006年數據計算,標煤含碳量為0.756tc/tce。
電力折碳排放當量係數為0.341kgCo2/kwh,碳排放等價係數為0.856kgCo2/kwh。
總體上,隨著新能源比例及總體發電效率上升,單位用電量CO2排放量逐年下降成為必然。
除了用電端之外,經常對電網及發電端均採用等價值進行考核,有時取15%先進火電廠值作為火電廠引導值。由於其並沒有採用新一代綠色數據中心推薦的考核方法,當熱電或者冷熱電聯供時,將可能出現用電端+用熱+用冷端的碳排放加起來會超過電廠排放量。而且電網、發電廠、用能端將很難協調統一,相關數據及結論僅能在自身口徑內其作用。
而如果採用福哥推薦的,則能有機結合在一起,讓用電的歸用電,發電的歸發電:
從理論上說用能端應優先採用當量標煤及當量碳排放,用熱或者用冷端將熱值換算成當量標煤及當量碳排放;
從理論上電網傳輸損耗,也可視為用電端,用電量為電網傳輸損耗電量;
從理論上生產端為燃料當量標煤及排放減去用能端的當量標煤及排放,如此各級考核可有序進行;
而推動用電端和發電端優先採用綠色新能源可以通過新能源碳排放指標的生成和交易進行。當碳排放壓力大時,可以制定較低的排放指標而迫使從用電端到發電端從需求到供應均選用更高比例的新能源。
風量 vs 迴風溼度
來信3:新的國標規範要求機房相對溼度不高於60%對新建設計及機房運行會有什麼影響?
福哥:我們先看幾個案例
nnx:案例x空調迴風狀態;
oox:案例x空調送風狀態。
我們從案例1-6可以看出,如果按照常規設計我們要求迴風相對溼度≥30%,當迴風溫度要求≤35℃時,如果風量按照常規12℃溫差設計,將發現設計不滿足新國標要求,送風溼度(伺服器進口)超過60%。(實際上伺服器進口溫度會有一定溫升,相對溼度會略微下降,此處計算忽略,詳細可具體諮詢我們)
通過案例7、8可以推算出,如果要保持12℃溫差設計:
當將露點溫度控制在5.5℃(國標下限),迴風溫度不得低於25℃;
當將露點溫度控制在15℃(國標上限),迴風溫度不得低於35.3℃;
其他可類推,設計露點溫度越低,夏季新風溼負荷越高,設計露點溫度越高,冬季新風溼負荷越高。設計露點溫度越靠近國標中位數10.25℃對溼度控制精度要求越低。
溫溼度設計控制精度越高,超調熱溼負荷也越高,這將顯著影響空調運行耗能,尤其是風冷精密空調系統低負載時。
當銀行等有特殊溫控需求的客戶,(比如迴風<27℃或者溼度高於30%),則需要進行針對性風量設計,很可能需要縮小送迴風溫差,放大循環風量,並對空調末端提出新的換熱特性需求。
對於已經投運的機房,需要調整空調相對溼度設定值,甚至增設相應的加溼及除溼設備。對於低載高溼的問題,我們後期將專文講解,歡迎關注。
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