02、麦克维尔自然冷却风冷螺杆介绍

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水泵 压缩机
膨胀阀
百度文库
蒸发器
板换
机组压缩机是否开启 由机组智能控制逻辑 控制
机组回水
机组出水
末端设备(纯水循环)
GF:Glycol Free系列
Free cooling解决方案(GF系列)
GF:Glycol Free系列 自然冷却风冷空调机组: 内置Free Cooling空气—水换热盘管、板换和水泵
室外 0℃
室内 24℃
利用外界低温环境“冷 量”传递循环
空调压缩 机关机
自然冷却空调系统
自然冷却的应用与空调系统而言,最关键的要素就是系统的回水/出水温度 和室外环境温度。
室外环境温度 35℃
10℃
冷冻水回水: 15℃ 冷冻水出水: 10℃
Free cooling解决方案
自然冷却风冷空调机组: 内置的Free Cooling空气—水换热盘管
--冬季进入100% Free Cooling的环境温度
全年不同环温下COP对比
COP
200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 -25
冬季 过渡季节 100%Free Cooling 混合制冷
夏季 压缩机制冷
常规风冷机组 MQ自然冷却机组 C品牌自然冷却机组
4℃
-15 -5 5
PUE=
数据中心总设备能耗 IT设备能耗
PUE值越接近于1,表示一个数据中心的绿色化程度越高。 现状:国外先进的数据中心机房PUE值通常小于2,而我国的大多数数据中心的PUE值在2-3之间。
数据中心耗电分配比例
耗电最大
根据统计数据显示,数据 中心的冷却占机房总功耗 的40%左右。机房中的冷 却主要是由机房空调负责, 所以降低机房空调的耗电 量可以有效的降低机房的 PUE值。
外部手操器(可选) 机组控制器
低噪运行
●压缩机降噪
非金属星轮与合金螺杆啮合,有效消除高频噪声 回转式压缩循环,无往复运动带来的额外振动
●高效低噪风机,变频调速更低噪
高效低噪螺旋式轴流风机,噪声比常规螺旋式风 机低3dB(A),根据机组的运行动态调节转速,低 负荷运转风机更节能,噪声更低
●压缩机和整机双重减震
Free Cooling自然冷却介绍
基本概念:
热量从低温环境转移到高温环境需要做功,消耗一部分能量(热力学第二定 律)
室外 35℃
室内 24 ℃
热量排放 = 室内转移出 的热量 + 空调机组的输 入功率
输入电能 给空调机 组做功
Free Cooling自然冷却介绍
如果当室外环境温度比室内环境温度还要低呢?是否可利用室外低温空气 的“冷量”? Free Cooling的原理是利用室外低温环境温度特性给室内制冷,以尽量减 少空调功耗。
夏季
35ºC



过渡季节
15ºC
AIR
室外环境温度太高不能使用自然冷却 自然冷却水泵不运行 自然冷却盘管不工作 压缩机和风机开启 (压缩机输出100%能力)

室外环境温度低于冷冻水一定时,开自然冷却 自然冷却水泵运行 冷冻水回水经过自然冷却盘管预冷 压缩机和风机开启 (压缩机输出部分能力)
有级能量调节
无级能量调节
高效纯逆流蒸发器
逆向换热,超高效率
制冷剂 水
蒸发器
● 新型高效纯逆流壳管式蒸发器,换热效率更高 ● 制冷剂分布更加均匀,蒸发更加充分,超高蒸发温度 ● 内置电加热棒,智能防冻保护 ● 高效内螺纹换热铜管 ● 安全可靠,易清洗,寿命长
运行可靠
●双压缩机双单独回路设计
备用性强,延长机组寿命


冬季
2ºC
AIR

室外环境温度低至可供所有室内需要的冷量 自然冷却水泵运行 冷冻水回水经过自然冷却盘管 室内所需冷量全部由室外冷空气自然冷却供给 风机开启&压缩机停止 (压缩机不做功)



AIR

全新麦克维尔自然冷却风冷螺杆冷水机组
自然能源
节能首选
机组特点
节能 可靠
10 15 20 25 30 35 40 45 环境温度,℃
-25 -20 -15 -10 -5
0
5
10 15 20 25 30 35 40 45
环境温度,℃
各地节能应用
北京
北京
238万
节能38%
北京
石家庄
石家庄
239万
节能37%
石家庄
压缩机制冷, 40.6%
148万
压缩机制冷, 43.0%
151万
断电快速启动功能
354秒
30秒
常规机组启动 快速启动
双螺杆众多轴承,承担不平衡力。
Page 25
智能控制
●采用麦克维尔新一代智能控制器Micro Tech Ⅲ ●自动根据用户负荷需求和室外环境温度自动调 节,在自然冷却、压缩机制冷和混合联供制冷中 智能判断选择最节能模式运行 ●精确控制出水温度±0.5℃ ●整机一体化设计,智能集中控制,运行更可靠, 实现无人值守 ●三级密码保护,防止非专业人员误操作,确保 机组安全运行 ●完善的多重保护功能:压力、温度、电气、防 冻等多重保护功能 ●楼宇控制通讯协议接口(可选)
受力不平衡
Page 24
10万小时轴承寿命、可靠运行
双机头设计的好处
●双机头双独立系统可互为备用 ●机组启动时对电网其他设备影响小 ●断电快速启动功能使数据中心运行更
有保障
●单螺杆双星轮设计,压缩机对称排气, 负载平衡,主轴承寿命长达 10万小时,双螺杆一般4万小时
启动时间,秒 400 300 200 100 0
Free cooling解决方案(SG系列)
自然冷却风冷空调机组: 内置的Free Cooling空气—水换热盘管
风冷冷凝器 自然冷却盘管
预冷却阶段
回水在进入蒸发器前先 经过室外自然冷却盘管 进行冷却
膨胀阀
压缩机
蒸发器
三通阀 机组出水
机组压缩机是否开启 由机组智能控制逻辑 控制
机组回水
末端设备(乙二醇水溶液循环)
●断电快速启动功能
断电后重新启动压缩机只需30S,相 比常规机组缩短约5mins
●无需担心断水风险
风冷机组无冷却水损耗 ●启动电流小
压缩机逐台启动,对电网其它设备冲 击小
双压缩机双系统设计
●钣金结构面板静电粉末喷涂处理
高防腐耐久性,适应各种应用工况
“推墙”小实验
单螺杆压缩机
受力平衡
双螺杆压缩机
120% 100%
2013年配额 =
2009年+2010年
2 中国HCFC制冷剂消费量控制
90% 80% 60% 40% 20% 2.50% 0% 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 65% 32.50%
2010年-75%、2015年- 2015年-10%、2020年-35%、2025年90% 67.5% 削减进度 2020-2030年提供0.5%--检 2030-2040年提供2.5%供检修 修
过渡季节
10ºC

冬天
0ºC

AIR




AIR

Free cooling解决方案(GF系列)
自然冷却风冷空调机组: 内置Free Cooling空气—水换热盘管、板换和水泵
风冷冷凝器 自然冷却盘管(乙二醇)
预冷却阶段
回水在进入蒸发器前先 经过板换与室外盘管进 行换热冷却
120000 100000
耗电量:kWh
全年不同环温下COP对比
全年节能对比
COP最高提升37倍
80000
常规风冷机组 自然冷却机组
60000 40000 20000 0
常规风冷机组
节能38%
自然冷却机组
-25 -20 -15 -10 -5
0
5
结论:相比常规风冷螺杆冷水机组,在室外低环境温度时,COP最高 可提高37倍,年节能率达到38%!
节能分析
案例: ●北京1250kW自然冷却风冷螺杆冷水机组应用 ●全年运行制冷,冷冻水进/出水温度:18℃/12℃ ●设计方案:常规风冷螺杆机组、自然冷却风冷螺杆机组
投资回报期: 0.49年
COP最高可提升37倍!
200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0
COP
年运行费用节省38%!
先进的自然冷却技术,高效节能
全方位的可靠性先进设计及保护
智能
智能一体化控制,管理方便
低噪
环保
全方位的低噪降振设计
环境友好,不破坏臭氧层
高效节能
●采用Free Cooling节能技术,使机组在过渡季节和冬 季少开或不开压缩机,相比常规风冷冷水机组,年节能 率高达30%~50% ①
●采用最新高效压缩机,部分负荷时COP比常规螺杆压 缩机提高达25%,过渡季节运行更节能
数据中心空调系统方案 麦克维尔自然冷却风冷螺杆机组介绍
目录
目录
数据中心发展 Free Cooling自然冷却介绍 自然冷却空调系统 麦克维尔自然冷却机组特点
节能分析
总结
数据中心机房热负荷发展趋势
注:以上数据源于ASHRAE
评价数据中心能源效率的指标 --PUE
评价数据中心能源效率的指标 PUE(Power Usage Effectiveness )
SG:Standard Glycol 系列
Free cooling解决方案(SG系列)
SG:Standard Glycol 系列 自然冷却风冷空调机组: 内置的Free Cooling空气—水换热盘管
夏天
30ºC




AIR

室外环境温度太高不能使用自然冷却 三通阀关闭 没有水流经过自然冷却盘管 冷冻水回水直接流经蒸发器 空调压缩机和风机开启 (压缩机输出100%能力) 室外环境温度低于室内,可以开启自然冷却 三通阀打开 冷冻水回水经过自然冷却盘管预冷 冷冻水先经过自然冷却盘管再进入蒸发器 空调压缩机和风机开启 (压缩机只输出部分能力) 室外环境温度低至可供所有室内需要的冷量 三通阀打开 冷冻水回水经过自然冷却盘管 冷冻水完全由室外环境进行冷却 空调压缩机关闭,风机开启 (压缩机不做功)
无冷却水损耗 耗水量计算说明:
无需专用机房
以一台1000RT水冷离心机为例,冷却水流量为:710m3/h,冷却水耗水量按1.5%考虑,每天耗水量 为:710*24*0.01=255.6吨,10台1000RT水冷离心机则即每天耗水量:255.6吨*10=2556吨
自然冷却适用的场合
自然冷却机组特别适合应用在以下场合:
●能力5%~100%负荷无级调节,过渡季节机组部分负荷 运行效率更高 ●风机采用变频调速控制,部分负荷运行更节能
高效压缩机 常规压缩机
注:①不同地区、不同应用方案,节能率会有所差别;
进入Free Cooling环境温度
自然冷却风冷冷水机组主要节能指标:
--过渡季节进入Free Cooling的环境温度
变频风机(标配)
压缩机标配减振器,整机标配弹簧减振器
A
+ =0
B
硬币实验 弹簧减振器(标配)
环境友好
● HFC-134a性能优越,不含氯元素, 且对臭氧层无任何破坏作用
●降低CO2的排放,减少全球变暖作用
,顺应国家低碳经济要求
美国EPA保护臭氧层奖
《蒙特利尔议定书》--2007版HCFC削减进度 发达国家 基准年 冻结年 最终淘汰 1989年 1996年 2020年 发展中国家 2009年与2010年 2013年 2030年
• • •
建筑物冷负荷比较大 需要全年制冷的建筑 有足够低的室外环境温度的地区
北方数据中心机房特点:
• • •
冷负荷需求大 需要全年制冷 冬季环境温度低
麦克维尔自然冷却机组
SG系列:水系统为乙二 醇溶液循环
麦克维尔自然冷却风冷 螺杆冷水机组
GF系列:水系统为纯水 循环,通过板换与自然冷 却盘管乙二醇溶液换热
时间, %
自然冷却时间, 59.4%
常规机组
自然冷却时间, 57.0% 自然冷却时间, 自然冷却机组 57.0%
常规机组
自然冷却机组
节能运行时间
运行费用对比
西安
西安
西安
240万
节能36%
154万
说明: ●以上对比为常规风冷冷水机组与自然冷却风冷机 组对比。 ●以上对比机型为制冷量1250kW,进/出水: 18/12℃,自然冷却机组含30%乙二醇溶液 ●不同地区、不同机型系列、不同应用方案节能率 可能会有差异。
6℃
15 17 25 35 45 环境温度,℃
节能运行区域
从上图可看出,MQ机组可更早进入100%Free Cooling节能运行,并且运行效率更高。
注:以上图表是以1250kW机型,制冷进/出水:18/12 ℃为例,不同机型节能性可能会有差异。
能量按需输出,控制精确
●出水温度稳定 ●机组输出能力与用户系统需求的负荷完全匹配,能量“按需输出” ●部分负荷时机组仍然保持高效运行 ●精确的能量和水温调节育充分满足用户需求
制冷氟系统
乙二醇水溶液
制冷氟系统
空气 气流
空气 气流
自然冷却风冷冷水机组优点
风冷Free Cooling冷水机组优点 ●风冷Free Cooling冷水机组具有无冷却水损耗特点 ●无需专用机房,安装灵活 应用趋势: 数据中心空调如采用水冷机组有缺水风险(特别是北方地区),因此无冷却水损耗的风冷 螺杆自然冷却机组在未来大型数据中心机房应用会逐渐增多。
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