CAR105数据中心用氟泵双循环空调技术的应用研究
数据中心空调节能设计技术措施研究
数据中心空调节能设计技术措施研究发布时间：2022-09-22T09:35:47.199Z 来源：《工程建设标准化》2022年第5月10期作者：江诗兵[导读] 数据中心核心机柜的散热甚至达到2000w/m2以上，抵消此散热的能耗中空调能耗占比80%以上江诗兵中国电子系统工程第四建设有限公司河北石家庄 050000摘要数据中心核心机柜的散热甚至达到2000w/m2以上，抵消此散热的能耗中空调能耗占比80%以上，很显然空调能耗降低，于国于民意义重大；这部分热量主要以显热为主，通过充分利用自然冷源、提高热交换效率，可以减少能源消耗，降低PUE值。
在数据中心的建设中地域的选择、自然冷源的利用方式、能量的输送方式、末端盘管的排列方式是降低能耗的重要技术措施，总结各种能耗的降低措施和分析方法为数据中心的设计、施工、运维提供强有力的技术保证。
关键词数据中心能耗分析节能措施0引言现代物联网、云计算、互联网、大数据中心等现代化信息技术已经成为国家经济的重要支柱。
信息化的基础是数据中心，可以说没有数据中心就没有信息化的发展。
决定数据中心级别的因数很多，比如容错系统、宕机时间、电源系统、区域备份等，但是数据中心的能耗PUE（新政要求小于1.3）指标无疑是需要考虑的重要因数。
而PUE的考虑因数包括：IT设备的能耗，空调的能耗、供电能耗。
其中空调能耗约占总能耗的40%以上，是本论文研究的重点方向。
1 数据中心的特点和能源消耗1.1特点数据中心能源消耗的技术特点1热负荷强度高，设备散热量大，散湿量小，（甚至达到2000w/m2)2显热比高，冷水供水7~21℃，回水可以在12~27温度之间3循环送风采用大风量，小焓差4全年供冷运行，负荷变动不大5要求可靠性高6机柜进风温度范围:18~27℃，小于60%，露点5.5~15之间1.2 能源消耗数据中心的能耗主要包括IT机柜的耗电、空调的耗电以及供电能耗。
图1 数据中心能源消耗结构分析1.3 能源消耗由图1可以看出数据中心的能源消耗包括：数据机柜、冷热源设备（冷冻机、冷却塔、风机、水泵、空调机等能量输送设备）、照明以及电气设备产生的无功功率损耗等，其中数据机柜所消耗的能源最大，这部分能源属于机柜的固定属性，能耗大小主要在于业主的选择，不在本文讨论的范围内，但是在抵消机柜散热所产生的能耗中，冷热源设备是能耗大户，占比达到能耗的40%以上。
氟泵双冷源机房空调机组
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研发背景
• 机房空调一年四季都需要制冷，过渡季节室外 温度低于室内温度时，自然界存在着丰富的冷 源。如何利用大自然的冷源是机房空调节能减 排的重点问题。
部分城市历年月平均气温
(单位：℃)
1月 2月 3月
北京
-2.7
-2.8
6.3
天津
-3.9 -3.1
5.4
石家庄 -2.1 -1.5
7.9
太原
-5.7 -2.8
4.6
呼和浩特 -11.4 -9.8
0.5
沈阳
-11.3 -10.9
0.4
大连
-3.9 -4.7
2.5
长春
-15.1 -15.1 -3.1
乌鲁木齐 -14.7 -14.8 2.4
氟泵不泄露、耐高压，
利用原机房空调的蒸发器
能适应氟利昂易气化、
和冷凝器，缩小机组尺寸，
气蚀的特殊要求。
1
降低成本和费用
2
技术特点
采用了PLC可编程控制 3 系统，操作方便可靠，
4 设备安装方便，占用场地仅 乙二醇系统1/8，维护成本大
适应性强。
大降低。
制冷节能原理
• 氟泵与机房空调配套使用。在夏季，制冷压缩 机运行；当室外温度低于设定点时，自动切换 为氟泵节能系统运行，保证全年机房空调安全 可靠运行。
现场测试数据
1#机组氟泵改造前后测试数据
现场测试数据
2#机组氟泵改造前后测试数据
现场测试数据
氟泵改造前后能耗对比图
性能检验
检验机构为国家质检总局和国家认监委批 准和认证的机构——合肥通用机电产品检 测院，其检验水平代表目前国内最高水平。
数据中心氟泵设计
数据中心氟泵设计随着互联网的不断发展和普及，数据中心的重要性日益凸显。
数据中心承载着大量的信息数据，为企业和个人提供着网络存储、计算、传输等重要服务。
数据中心的冷却系统更是至关重要，它不仅直接影响着数据中心的性能和稳定性，还关系到了能源消耗和环境保护等诸多方面。
为了提高数据中心的运行效率和节能减排，设计高效的冷却系统尤为重要。
氟泵作为冷却系统中的重要组成部分，其设计和选用直接影响着冷却系统的性能和能耗。
本文将对数据中心氟泵的设计进行详细阐述。
一、氟泵的基本原理氟泵是一种常用于冷却系统中的循环泵，主要通过机械工作原理，将冷却介质循环输送到需要冷却的部位，以起到冷却的作用。
通常情况下，数据中心冷却系统采用的是氟利昂作为冷却介质，因此氟泵的设计需考虑其对氟利昂等冷却介质的适应性。
氟泵主要由电机、泵体、叶轮、密封装置等组成，通过电机驱动叶轮旋转，产生负压，使冷却介质自吸进氟泵内，再由叶轮的旋转将冷却介质推到冷却设备中进行循环就可以。
二、氟泵在数据中心中的应用数据中心的运行需要大量的电力支持，并且产生了大量的热量，数据中心内的设备需要进行有效的冷却。
氟泵在数据中心中主要用于冷却系统中的冷却介质的循环输送，保证冷却系统的正常运行。
在数据中心中，一般采用多级循环泵系统，通过氟泵将冷却介质输送到设备附近，有效地带走设备产生的热量，保持设备的正常运行温度。
氟泵在数据中心的冷却系统中扮演着至关重要的角色。
三、氟泵设计的重点1. 高效能耗比：在数据中心的设计中，能源消耗一直是一个重要的考量因素。
在氟泵设计中，需要考虑其能耗比，力求提高氟泵的工作效率，降低能源消耗。
2. 适应性和稳定性：数据中心的运行要求设备长时间稳定运行，因此氟泵的设计需要具有较高的稳定性，能够适应长时间高负荷运行的要求。
3. 节能减排：随着环保意识的增强，氟泵的设计也要求考虑其节能性能，尽可能降低其对环境的影响，实现节能减排。
四、氟泵设计的优化方向1. 采用高效电机：在氟泵设计中，可以选用高效电机，通过提高电机的转换效率，降低电能损耗，实现节能减排的目的。
数据机房风冷精密空调节能改造技术应用及效果测评
数据机房风冷精密空调节能改造技术应用及效果测评摘要:风冷精密空调是早期数据机房建设中大量采用的冷却设备,至今仍有大量的1000机架以下的低功率密度的数据机房采用该设备｡但常规的风冷精密空调是基于商用柜式空调的设计逻辑,在实际应用中与数据机房全年散热的特征不吻合｡随着节能降耗工作的进一步推进,此类数据机房精密空调必须进行节能改造｡关键词:数据机房;风冷;空调节能引言数据中心既有业务转移困难的限制,大部分数据中心无法在近几年内迁移,而只能开展基于原有条件的节能改造｡其中,数据机房空调是节能改造的重点｡这些老旧数据中心大多以风冷精密空调作为冷却设备｡这些设备能效较低､可扩容性不强､维护成本较高｡在实际运行中还容易存在多种安全或环境风险｡1数据机房空调节能技术通信机房空调环境节能主要包括5类技术,分别为机房自然冷源､机房空调气流组织优化､提高机房空调能效､高功率密度机柜局部热点解决及机房空调运行维护｡自然冷源是利用室外自然的低温空气,不启动压缩机制冷,直接或间接为机房降温的技术｡通过减少机房空调制冷运行时长,从而降低机房制冷能耗,目前主要包括如下措施:机房通风换热､乙二醇空调､机房空调智能双循环系统､机房热管技术等｡机房空调气流组织优化是指合理输配空调送风,做到“先冷设备,后冷环境”,合理设置空调回风,使空调送､回风形成完整流畅的循环,不出现空调送风短路､冷热空气掺混现象,持续稳定地消除通信设备与机房环境热负荷｡按照送风是否直接进入通信机柜划分,可分为精确送风与非精确送风两种方式｡提高机房空调能效是通过降低空调冷凝压力与优化空调制冷剂运行状态来提高机房空调能效｡机房空调采用压缩式制冷,当蒸发温度一定时,降低冷凝温度与冷凝压力,可减少压缩机能耗,提高能效比｡改善冷凝器的运行环境和采用高能效的冷凝散热方式可优化机房空调冷凝系统｡主要技术措施有智能雾化喷淋技术､空调冷凝器风冷改水冷技术等｡高功率密度机柜局部热点的解决,以机柜为冷却对象,尽量靠近热点布置制冷设备｡可在机柜侧面､顶部､冷通道上部或机柜柜门布置制冷设备,直接对机柜进行制冷,确保为高功率密度机柜提供足够冷量,消除局部过热｡近距离的冷量传输,可降低空调系统风机能耗｡机房空调运行维护主要是通过加强机房空调的运行维护,改善现网空调运行工况和能效,实现机房空调的运行节能｡例如机房空调群控技术等｡2水预冷技术根据工信部《新型数据中心发展三年行动计划（２０２１—２０２３年）》中提出的要求和上海市发改委、经信委《关于做好２０２１年本市数据中心统筹建设有关事项的通知》等文件的要求，上海市将分类型、分批次推进“老小散旧”数据中心改造和淘汰，将承载业务逐步向大型数据中心迁移。
应用于数据中心的氟泵自然冷却机组的模拟计算
１ 引言
数据中心的节能减排一直是数据中心行业关注 的重点， 根 据 国 家 能 源 中 心 颁 布 数 据 显 示，２０１５ 年数据机房能耗高达 １０００亿 ｋＷｈ，且绝大数数据 中心的 ＰＵＥ能效值比 ２２大，与美国等有名的数 据中心有较大的能耗差异。本文所介绍的氟泵自然
冷却系统能充分利用自然冷源来代替机械制冷以达 到节能降耗的目的。
已知氟泵冷却机组的名义制冷量为 ４０ｋＷ，其 使用工况如表 １所示：
图 １ 氟泵自然冷却系统工作原理
室内侧空气状态
室外侧空气状态
干球温度 （℃）
热湿比
干球温度 （℃）
相对湿度
３２（送风 ２１）
９５％
８
－
图 ２ 流体温度变化图
以氟泵冷却机组的使用工况作为其设计工况： 当室外环境温度设定在 ８℃，蒸发器的入口侧
２ 氟泵冷却机组原理及设计
２１ 氟泵冷却机组的原理 氟泵冷却［１］－［４］装置主要由储液器、氟泵 和
管道阀组成。氟泵系统必须与专用的风冷型空调配
收稿日期：２０１７－１２－７ 作者简介：韩小磊 （１９９２－），男，硕士研究生 研究方向：传热及冷却技术 Ｅｍａｉｌ：ｈａｎ１１０４２２０３＠１６３ｃｏｍ
的空气温度为 ３２℃，蒸发器出风口的空气温度为 ２４℃，氟泵制冷剂的工作温度为 １７℃，则室内外 空气的温度变化如图 ２所示，泵的输送效率 η ＝ ０９。
２３ 氟泵冷却机组设计方案 氟泵自然冷却系统设计的关键是压缩机的机械
式制冷与氟泵系统的复合技术，并且以降低制造成 本、高可靠性、 良 好 的 调 节 性 能 和 节 能 效 果［５］为 设计目标。由于数据中心的等级不同，服务器数量 不同，所以其热负荷不同，所以氟泵自然冷却系统 采用模块化的设计，可以根据具体的对象配置相应 数量的氟泵自然冷却系统。同时模块化的产品也便 于以后规模化、标准化生产，也会降低相应的制造 成本。
制冷循环与热泵循环的演示实验报告
制冷循环与热泵循环的演示实验报告引言制冷循环和热泵循环都是常见的热力学循环。
制冷循环是一种将热量从低温区域转移到高温区域的过程，热泵循环则是将低温媒质的热量通过额外的能量输入输出到高温区域的过程。
这两种循环在现代工业和家庭生活中都有着广泛的应用，因此它们的基本原理和特点是每一个物理学和机械工程学学生都需要掌握的知识。
本次实验的目的是为了加深学生们对于制冷循环和热泵循环的理解，并通过实际操作来感受这两种循环的实际应用。
实验主要包括制冷循环和热泵循环的演示实验，以及对实验结果的分析、讨论和总结。
实验原理制冷循环制冷循环是一种将热量从低温区域转移到高温区域的过程。
一般来说，制冷循环包括四个基本部分：压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器。
步骤1：在压缩机中对制冷剂进行压缩。
这个过程会使制冷剂的压力和温度同时上升。
步骤2：将高温高压的制冷剂传递到冷凝器中。
在冷凝器中，制冷剂会通过放热的过程，将热量传递到外界。
步骤4：将低温低压的制冷剂再次传输到压缩机中，从而开始新的一个循环。
热泵循环步骤1：在蒸发器中对低温媒质进行加热。
这个过程会吸收热量，因此需要通过外界提供额外的能量来进行。
步骤4：将冷凝后的媒质传输到节流阀中，使其压力降低到低温低压状态。
这个过程会降低媒质的温度，使其可以再次进入蒸发器中，从而完成新的一个循环。
实验设计制冷循环演示实验中，我们使用了一个简单的制冷循环实验装置来进行演示。
实验装置主要包括一个手摇压缩机，一个冷凝器，一个节流阀，一个蒸发器和一个制冷剂罐。
在实验中，我们将制冷剂加入到制冷剂罐中，然后通过手摇压缩机将制冷剂压缩，并将其传输到冷凝器中。
在冷凝器中，制冷剂通过放热的过程，将热量传递到外界，从而冷却下来。
然后，我们将冷凝后的制冷剂通过节流阀放到蒸发器中。
在蒸发器中，制冷剂会因为压力降低而变成低温低压状态，这个过程会吸收热量。
我们将低温低压的制冷剂再次传输到压缩机中，从而开始新的一个循环。
实验结果热泵循环实验中，我们通过电热器对媒质进行加热。
数据中心氟泵设计
数据中心氟泵设计为了确保数据中心的顺畅运行，氟泵（也称为液氟循环泵）是一个非常重要的组件。
数据中心氟泵的设计需要考虑到多个方面，包括性能、安全、节能和可靠性等因素。
本文将对数据中心氟泵的设计进行详细阐述，包括设计原理、关键参数、安全性考量以及未来发展趋势等方面。
一、设计原理数据中心的氟泵设计主要是为了解决数据中心散热问题。
数据中心中大量的服务器和设备长时间运行会产生大量的热量，而氟泵的作用就是利用流体循环来将热量带走，保持数据中心内部的温度在合适的范围内。
氟泵通过将液态氟循环到热源处，吸收热量后将氟气送出，然后再通过冷凝器冷却成液态再次循环，从而形成了一个连续的热量传递和排放循环。
二、关键参数1. 流量：氟泵的设计需要充分考虑数据中心的散热需求，确定合适的循环流量是非常关键的参数。
2. 压力：氟泵在输送氟气的过程中需要克服一定的阻力，因此需要根据输送距离和管道压力来确定合适的泵的压力参数。
3. 效率：氟泵的效率直接影响到数据中心的能耗和运行成本，因此需要注重设计和选用高效率的氟泵。
三、安全性考量在设计数据中心氟泵时，安全性是至关重要的考虑因素。
液态氟具有高度的腐蚀性和毒性，因此需要采取一系列安全措施来确保数据中心的安全运行。
包括建立完善的氟气泄漏监测系统、采用高度密封的设备、设计安全的排气系统等。
四、未来发展趋势随着数据中心规模的不断扩大和技术的不断更新，数据中心氟泵的设计也在不断进行创新。
未来的氟泵设计将更加注重节能和环保，采用新型材料和技术减少能耗和排放，提高系统的可靠性和安全性。
智能化技术的运用也将成为氟泵设计的重要趋势，通过智能监控和调节提高氟泵系统的运行效率和稳定性。
总结：数据中心氟泵的设计是一个综合考虑多方面因素的复杂工程，需要充分考虑热量需求、安全性和节能等多个方面。
随着技术的发展和需求的变化，氟泵设计也将不断进行创新，以满足数据中心的不断增长的需求。
数据中心氟泵空调技术标准
数据中心氟泵空调技术标准一、前言随着数据中心规模的不断扩大和数据处理需求的增加，数据中心空调系统的要求也越来越高。
氟泵空调技术作为一种先进的空调系统技术，其高效节能、环保安全等特点受到了数据中心行业的广泛关注和应用。
为规范数据中心氟泵空调技术的应用和建设，制定本技术标准，以指导氟泵空调系统的选型、设计、安装和运行。
二、术语和定义1. 氟泵空调：氟泵空调系统采用高效的氟利昂作为制冷剂，通过压缩蒸发循环实现空调制冷的工作原理。
氟泵空调系统通常采用高效能的离心式压缩机，并配备先进的控制系统，具有高效、节能、环保的特点。
2. 数据中心：数据中心是指用于集中存储、管理和处理大规模数据的设施，通常包括大型服务器、网络设备和相关的供电、空调系统等。
3. CFD模拟：CFD（Computational Fluid Dynamics）即计算流体力学仿真，是一种利用数值方法对流体流动和热传导等物理现象进行数值模拟的方法。
4. PUE（Power Usage Effectiveness）：用电效率，是衡量数据中心能源利用效率的一个重要指标，计算方法为数据中心总能耗与计算设备能耗之比。
5. 节能设计：指在满足数据中心空调需求的前提下，通过技术手段和工艺改进，降低空调系统的能耗和运行成本。
三、氟泵空调系统选型1. 制冷负荷计算数据中心氟泵空调系统的选型应先进行细致的制冷负荷计算。
通过对数据中心的服务器、网络设备等的热负荷进行分析，得出所需的制冷能力，以此为依据选择合适的氟泵空调系统。
2. 高效压缩机氟泵空调系统选型应优先选择高效离心式压缩机或涡旋压缩机，以确保系统的制冷效率和可靠性。
3. 制冷剂氟泵空调系统选型应优先选择环保型、高效能的氟利昂替代品，避免采用对臭氧层有害的制冷剂，保证空调系统的环保性能。
四、氟泵空调系统设计1. 冷热通道设计氟泵空调系统设计应考虑数据中心的冷热通道设计，通过CFD模拟等手段确定合理的空调系统布局和空气流动方向，以最大限度地提高冷却效率和降低能耗。
基于自然冷能利用的氟泵循环实验研究
基于自然冷能利用的氟泵循环实验研究摘要：利用家用分体空调的室内机和室外机，搭建了氟泵驱动循环制冷系统实验台，对其运行特性进行了相关研究。
实验结果表明：当蒸发器和冷凝器的换热面积和室内外温度一定时，氟泵出口制冷剂压力随氟泵输入频率的减小而减小，而进口制冷剂压力基本不变；氟泵驱动循环的系统制冷量随氟泵输入频率的增加先增加后减小，室外温度为0℃时，系统最大制冷量为2194W；调节室内机的循环风量可以有效地调节氟泵循环系统的制冷量。
关键词：氟泵；自然冷能；能效比；制冷量1引言随着计算机和互联网行业的飞速发展，数据中心的数量越来越多，能耗也越来越大。
其单位面积能耗高达872 [1][2]。
2011年，美国数据中心能耗超过了1000亿kWh[3]，几乎占到美国总能耗的2%[4]。
由于数据中心内的设备发热量较大，需要全年供冷来使其空气温度在规定范围内，因此数据中心空调系统能耗巨大。
其中空调系统的能耗约占IDC机房总能耗的40%[5-6]，空调系统能耗过高，具有较大的节能空间，降低数据中心空调系统能耗的能耗对于我国社会的节能减排具有重要意义。
由于数据中心具有全年供冷的特性，目前关于数据中心空调系统节能的研究热点为自然冷能的利用。
本文设计了一种基于自然冷能利用的氟泵驱动循环系统，并对其运行特性进行了相关研究。
2实验台介绍当室外温度较低时，利用氟泵驱动制冷剂循环，使得液态制冷剂在室内机中吸热蒸发，然后进入到室外机中冷凝放热，从而达到降低室内空气温度的目的。
本研究中利用一台1.2匹的家用分体空调室内机和室外机搭建氟泵驱动循环系统实验台，分体空调室内机作为氟泵循环蒸发器，室外机作为氟泵循环冷凝器。
实验过程中，对系统各部件的进出口制冷剂参数（温度和压力）和空气侧的参数，以及系统的制冷剂质量流量进行测定。
图1给出了试验台的测点布置图。
图1 氟泵驱动循环实验台测点布置图3实验方案本文对氟泵驱动循环系统实验研究包括以下两个方面：（1）室外温度一定时，测定不同制冷剂流量下氟泵驱动系统的制冷量、氟泵耗功以及系统中各处的制冷剂参数的变化。
数据中心氟泵设计
数据中心氟泵设计随着数字化时代的到来，数据中心的需求量不断增长，因此数据中心的设计和运行效率变得尤为重要。
在数据中心的运行中，冷却系统是非常关键的一部分，而氟泵便是冷却系统中至关重要的一环。
本文将围绕数据中心氟泵的设计展开探讨。
一、氟泵的概述氟泵是用于数据中心的冷却循环系统中的一种重要设备，其作用是将热量从数据中心的设备和机柜中传递出去，以保持数据中心设备的正常工作温度。
氟泵通过循环水来传递热量，将热量带走并在外部散热后再输送到数据中心内部。
二、氟泵设计的重要性在数据中心的设计中，氟泵的设计至关重要。
一方面，良好的氟泵设计可以有效地帮助数据中心实现节能减排的目标，保证数据中心的高效运行；设计合理的氟泵可以提高数据中心的稳定性和可靠性，减少设备故障率，延长设备的使用寿命。
三、氟泵设计的关键要素1. 散热能力：氟泵的散热能力直接影响数据中心的冷却效果。
合理的散热设计可以有效地降低数据中心的温度，提高设备的工作效率。
2. 节能降耗：氟泵在设计时需要考虑节能降耗的问题，采用高效率、低能耗的设计方案，以减少数据中心的运行成本。
3. 可靠性和稳定性：氟泵设计应考虑到数据中心长时间运行的需求，确保设备的可靠性和稳定性，降低维护成本。
4. 安全性：氟泵设计需要符合相关的安全标准，确保数据中心的安全运行，减少意外事故发生概率。
四、氟泵设计的优化方向1. 采用智能控制系统：在氟泵的设计中引入智能控制系统，通过传感器实时监测数据中心的温度和湿度，自动调整氟泵的运行参数，提高冷却效果，降低能耗。
2. 优化管道布局：合理设计管道布局，减少流体阻力，提高氟泵的运行效率，降低能耗。
3. 采用高效换热器：在氟泵设计中采用高效的换热器，提高能量利用率，减少能耗，同时提高散热效果。
4. 选择优质材料：在氟泵设计中选择高质量的材料，提高设备的耐腐蚀性和耐磨性，延长设备的使用寿命。
五、氟泵设计的案例分析某数据中心在氟泵设计中采用了智能控制系统，通过实时监测数据中心的温度和湿度，自动调整氟泵的运行参数，提高了冷却效果，同时降低了能耗。
氟泵空调的节能原理
氟泵空调的节能原理氟泵空调是一种新型的高效节能空调系统，其节能原理主要体现在以下几个方面。
氟泵空调采用了变频调速技术。
传统的空调系统在运行时只有两个状态，即全功率和停止状态，无法根据实际需要进行精确调节。
而氟泵空调则可以根据室内的温度变化和需求进行精确的调节，通过改变压缩机的转速来控制制冷和制热的能力，从而实现节能效果。
在室内温度接近设定温度时，氟泵空调会自动调低制冷或制热功率，避免能量的浪费。
氟泵空调采用了智能控制系统。
智能控制系统可以根据不同的使用场景和需求，自动调整空调的运行模式和参数，以达到节能的目的。
例如，在人员密集的场所，智能控制系统可以根据人员数量和活动情况，自动调整空调的风速和制冷或制热能力，避免能量的浪费。
另外，智能控制系统还可以通过与其他设备的联动，实现能源的共享和优化利用，提高整体的能源利用效率。
第三，氟泵空调采用了高效的制冷剂。
制冷剂是空调系统中起到冷却和热交换作用的介质，对于空调系统的能效性能起着至关重要的作用。
氟泵空调采用了一种新型的制冷剂，其热传导性能更好，可以更快速地将室内热量传递到室外，从而提高制冷效果。
同时，这种制冷剂对大气层臭氧层的破坏较小，对环境的影响更小。
第四，氟泵空调采用了高效的换热器。
换热器是空调系统中起到热交换作用的关键设备，其能效性能直接影响空调系统的能耗。
氟泵空调采用了新型的高效换热器，能够更好地实现室内和室外之间的热量交换，提高热能的利用效率。
与传统空调系统相比，氟泵空调的换热器具有更大的表面积和更高的传热效率，从而实现更好的节能效果。
氟泵空调通过采用变频调速技术、智能控制系统、高效的制冷剂和换热器等手段，实现了节能的目的。
它不仅可以根据实际需求进行精确调节，避免能量的浪费，还可以根据不同的使用场景和需求进行智能化控制，优化能源利用效率。
同时，采用高效的制冷剂和换热器，进一步提高了空调系统的能效性能。
因此，氟泵空调是一种非常具有节能潜力的空调系统，可以为用户提供更加舒适和节能的使用体验。
氟泵列间空调在IDC机房的节能减排应用分析
氟泵列间空调在IDC机房的节能减排应用分析
章贤昌;李洪东;张方
【期刊名称】《广东通信技术》
【年(卷),期】2024(44)3
【摘要】随着IDC 业务的高速发展及单柜功耗密度的快速提升,对机柜的制冷要求越来越高。
在规划设计时既要保证机柜冷量满足需求,同时也要考虑机房节能减排需求, 提高空调设备制冷效率,降低机房整体PUE 值。
氟泵列间空调充分利用外界自然冷源, 通过自适应外界环境温度动态切换不同运行工作模式提高空调能效比达到节能目的, 为实现国家节能降碳,企业降本增效提供了有力支撑主要对氟泵列间空调在IDC 机房的各种场景节能减排应用进行对比分析,供大家在IDC 制冷系统选择时参考。
【总页数】5页(P23-27)
【作者】章贤昌;李洪东;张方
【作者单位】不详
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
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1.IDC机房节能减排技术实际应用及效果评估
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5.氟泵空调在淮安电信某IDC机房的节能应用研究
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中国制冷学会（CAR）和美国供热制冷空调工程师学会（ASHRAE）在上海签署合作备忘录
中国制冷学会（CAR）和美国供热制冷空调工程师学会
（ASHRAE）在上海签署合作备忘录
佚名
【期刊名称】《制冷学报》
【年(卷),期】2006(27)3
【摘要】中国制冷学会（CAR）和美国供热制冷空调工程师学会（ASHRAE）合作备忘录的签字仪式于2006年4月11日上午在上海新国际博览中心举行，中国制冷学会副理事长兼秘书长金嘉玮先生和美国供热制冷空调工程师学会副主席加纳金先生分别代表两个学会在合作备忘录上签字，合作备忘录签署后，中国制冷学会和美国供热制冷空调工程师学会将在标准、出版物、制冷技术、新闻、产品和服务等方面加强合作。
中国制冷学会副理事长潘秋生教授、吴元炜教授、地方学会代表以及美国供热制冷空调工程师学会十三区官员出席本次签字仪式。
【总页数】1页(P58-58)
【关键词】上海新国际博览中心;中国制冷学会;制冷空调;工程师;备忘录;合作;供热;美国;签署;副理事长
【正文语种】中文
【中图分类】TB6-27
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1.美国采暖、制冷与空调工程师学会(ASHRAE)出版2004年热环境舒适标准 [J],
2.美国供暖制冷空调工程师学会标准ANSI／ASHRAE70—1991 [J], 缪道平
3.美国供暖制冷空调工程师学会标准ANSI／ASHRAE 34—1997（代替ANSI／ASHRAE 34— [J], 耿惠彬
4.美国供暖制冷空调工程师学会标准ANSI/ASHRAE70-1991 出风口和进风口性能的试验方法 [J], 缪道平
5.美国采暖、制冷与空调工程师学会主席访问中国制冷学会 [J],
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最新数据表明 5 年内我国 IDC 平均能耗将达 到 3000W/m2[4]。
IDC 机房的能耗主要包括 4 个部分：IT 设备用电、变压器/UPS 供电系统、空调系统 （制冷系统、通风及加湿系统）、照明设施。 从图 1 和图 2 可以得到，其中前三部分占到 IDC 机房能耗的 90%以上，标准机房中空调 制冷系统耗电占总能耗的 25%，现有机房实 际运行中的能耗达到了 36%左右的占比，由 此可以确认空调制冷系统的能耗过高是 IDC 机房 PUE 值偏大的主要原因，所以提高 IDC 空调制冷系统的能效是降低机房 PUE 值的主
此空调系统的节能优化对于绿色数据中心建设具有很大意义。本文针对数据中心的能耗特点， 结合氟泵双循环空调设备运行特点，分析了在我国高纬度地区运用氟泵空调设备冷却数据中 心的可行性和经济效益。讨论了氟泵双循环空调设备在实际运用的技术难点，并提出了一些 改进意见。
关键词：氟泵；空调；数据中心
Application of fluoride pump double cooling cycles of air conditioning technology for data centers
当室外温度升高，使用单一氟泵循环无法满 月的平均气温低于 20℃，哈尔滨和沈阳有 5
足 IDC 冷却除湿需要时，系统控制器发出指 个月的平均气温低于 0℃，所以氟泵循环与
令，由氟泵制冷循环模式切换至压缩机制冷 压缩机制冷循环联合循环系统制冷方案在
循环模式。其技术优势主要体现在以下几点： 我国尤其是我国高纬度地区是很有应用价
和压缩机制冷循环的结合。当室外温度降低 资源可供 IDC 冷却利用[11]。从图 5 中可以得
至使用单一氟泵循环即可满足 IDC 冷却除湿 到[12]，2012 年全国大部分城市有 7 个月的
需要时，系统控制器发出指令，由压缩式制 平均气温低于 20℃，尤其是像哈尔滨、沈阳、
冷循环模式切换至氟泵循环模式；反过来， 呼和浩特等高纬度地区的城市，全年有 9 个
1 氟泵空调的研究现状 陈水锋[6, 7]基于制冷基本原理，建立了 冷媒重力自然循环和氟泵循环的数学模型， 分析了室外温度、室内温度和制冷剂流量等 多个因素对氟泵循环系统运行特性的影响， 并探索了不同室内外温差条件下冷媒重力 自然循环和氟泵循环的控制策略。依据设备 组合形式的不同，李欣[8]将氟泵和机房空调 联合系统分成了并联运行、独立运行两类
压缩机
图 4 氟泵双循环系统独立运行原理图
李敬华等[9]开发了一款氟泵双循环空调， 采用变制冷剂流量控制技术，避免蒸发器内 多余液态制冷剂无法蒸发而产生的除湿现 象，使其运行负荷特性与机房热负荷特性相 匹配，并在一定程度上缓解了由氟泵循环向 压缩机制冷循环过渡过程中产生的压缩机 液击问题，采用变流量控制技术解决了原有 空调设备增加节能模块进行节能改造工程 中的需要增大冷媒管管径的问题。李马林等 [10]则着重于实现在氟泵制冷机组独立工作 时的制冷效果的同时，不对压缩机制冷机组 产生负面影响。
energy consumption in the data center. Air conditioning system energy saving potential is large, and therefore energy saving optimization for air-conditioning system has great significance for the green data center.In this paper, the characteristics of the data center energy consumption, combined with fluoride pump double cooling cycle of air conditioning operating characteristics, analyzes the feasibility and economic benefits to use fluorine pump in China's high latitudes data center air conditioning.Discussed fluorine pump double cooling cycle air conditioning in the practical application of technical difficulties, and put forward some improvements.
通讯作者：陈焕新，教授，主要研究方向：制冷空调系统检测技术与计算机仿真、制冷空调设备研究与开发、微尺度低温热运 输、热电制冷等.Email：chenhuanxin@ 第一作者：郭亚宾（1991—），男，硕士研究生
要方面。
（如图 3 和图 4）。通过采用全温度范围内的 智能控制逻辑，实现了并联系统工作模式的 自动转换。当室外气温不超过 13℃时，氟泵 自然冷却系统可完全承担机房热负荷，负荷 率为 100%，此时可完全利用自然冷源（空调 压缩机制冷系统停机），节能效果显著。
GUO Yabin1，CHEN Huanxin1，LIU Anquan2，HU Yunpeng1，LI Guannan1
（1 School of Energy and Power Engineering, Huazhong University of Science and Technology，Wuhan 430074，
对于一般中低密度的企业数据中心， 每年的单位面积电费大约在 0.4~1 万元人民 币之间，对于一般的互联网数据中心，单位 面积电费则在 0.8~1.5 万元之间。以某银行 信息中心机房（建筑面积 4000m2，机房面积 2000m2）为例，按发热密度 600W/m2 折算， 一年电费达 950 万元人民币，单位面积电费 约合 0.5 万元/（m2.年）。若采用单台 60kW 的氟泵双循环空调机组，需要投入 20 台， 这样直接带来的电费节省将达 24 万元，同 时减排二氧化排 188.4 吨。以某城市机房总 面积 25 万 m2 进行概算，当年节省下来的电 费即可达到 1440 万元，同时减少碳排放量 9420 吨，经济效益和社会效益显著。
0
2
4
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8
10
12
月份
(5) 控制简便，不同温度采用不同的循
图 5 典型城市全年月份平均气温
图 6 谷歌数据中心在全球的分布图
3.2 经济效益和社会效益分析
对于数据中心类需要全年制冷的场所， 采用氟泵双循环空调，在外界环境温度较低 时采用氟泵循环，可以获得较高比例的节能， 为降低数据中心 PUE 值目标值提供了良好的 技术解决方案。
(1) 节能性，可充分利用室外低温时的 值的。从图 6 可以看出：谷歌公司的数据中
自然冷源；
ห้องสมุดไป่ตู้
心都集中分布在高纬度地区，所以数据中心
(2) 可保证合理的室内换热器内部制 在高纬度地区利用氟泵双循环空调系统具
冷剂的相变温度，杜绝蒸发温度过 有较好的发展潜力。
低时的结露情形，实现等湿冷却，
避免额外的加湿耗能负荷； 30
Keywords:Fluorine pump; Air conditioning; Data Center
0 引言
数据中心（IDC）最直观的用途是用来 存储数据，数据中心发展到现在，已经变成 了一整套复杂的设备，其不仅仅包括计算机 系统、存储设备和其它配套设备，同时还包 含数据通信设备、环境控制设备、监控设备 和安全报警设备[1]。目前中国的数据中心总 数已经超过了 64 万个，IDC 机房耗电将超过 每年 500 亿度，折合标准煤约每年 1630 万 吨，已经占到我国全社会用电的 1.5%[2, 3]。
膨胀阀
图 1 标准机房能耗分配
蒸发器
泵 电磁阀
储液器
冷凝器 单向阀
压缩机
图 3 氟泵双循环并联系统原理图
膨胀阀
泵 电磁阀
储液器
冷凝器
蒸发器
单向阀
图 2 现有多数机房的能耗分配状况
数据中心空调系统与常规中央空调系统 有所不同，其空调形式主要是采用风冷直接 蒸发式空调系统、水冷直接蒸发式空调系统， 冷水空调系统、氟泵双循环空调系统等[5]。 前三种空调系统需要压缩机在全年 8760 小 时时间内，大多数时候连续开机运行，因此， 能耗较高，而氟泵双循环空调系统可以在室 外环境温度较低的情况下不开压缩机制冷 循环而代之以开启耗电量较小的氟泵制冷 循环（以下也称为：氟泵自然冷却循环或氟 泵循环），这就使这种空调系统在我国中北 部、西部，尤其是北部地区有较大的节能优 势。
(3) 空气洁净，间接利用室外低温冷源， 20 室外空气不会进入室内，室内空气
不会因为开启氟泵节能系统而受
10
北京 天津 呼和浩特 沈阳 哈尔滨 上海 武汉 长沙 昆明 广州
平均温度 (℃)
到污染；
0
(4) 占用空间小，除在机房原空调系统
-10
基础上增加循环泵和相应阀件外
-20
不增加其余设备，充分利用换热器 资源而不增加所占用空间；
2 氟泵空调优势
力循环系统中压缩式空调循环和 自然循环系统互相影响的情况。