麥克維爾自然冷卻風冷螺桿介紹

麥克維爾自然冷卻風冷螺桿介紹第1頁/共35頁目錄自然冷卻空調(diào)系統(tǒng)麥克維爾自然冷卻機組特點節(jié)能分析總結(jié)目錄FreeCooling自然冷卻介紹數(shù)據(jù)中心發(fā)展第2頁/共35頁數(shù)據(jù)中心機房熱負荷發(fā)展趨勢注：以上數(shù)據(jù)源于ASHRAE第3頁/共35頁評價數(shù)據(jù)中心能源效率的指標--PUE根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，數(shù)據(jù)中心的冷卻占機房總功耗的40%左右。機房中的冷卻主要是由機房空調(diào)負責，所以降低機房空調(diào)的耗電量可以有效的降低機房的PUE值。耗電最大數(shù)據(jù)中心耗電分配比例評價數(shù)據(jù)中心能源效率的指標PUE（PowerUsageEffectiveness）PUE=數(shù)據(jù)中心總設備能耗IT設備能耗PUE值越接近于1，表示一個數(shù)據(jù)中心的綠色化程度越高。現(xiàn)狀：國外先進的數(shù)據(jù)中心機房PUE值通常小于2，而我國的大多數(shù)數(shù)據(jù)中心的PUE值在2-3之間。第4頁/共35頁基本概念:熱量從低溫環(huán)境轉(zhuǎn)移到高溫環(huán)境需要做功，消耗一部分能量(熱力學第二定律)室外35℃室內(nèi)24℃熱量排放=室內(nèi)轉(zhuǎn)移出的熱量+空調(diào)機組的輸入功率輸入電能給空調(diào)機組做功FreeCooling自然冷卻介紹第5頁/共35頁如果當室外環(huán)境溫度比室內(nèi)環(huán)境溫度還要低呢？是否可利用室外低溫空氣的“冷量”？FreeCooling的原理是利用室外低溫環(huán)境溫度特性給室內(nèi)制冷，以盡量減少空調(diào)功耗。利用外界低溫環(huán)境“冷量”傳遞循環(huán)空調(diào)壓縮機關機室外0℃室內(nèi)24℃FreeCooling自然冷卻介紹第6頁/共35頁自然冷卻的應用與空調(diào)系統(tǒng)而言，最關鍵的要素就是系統(tǒng)的回水/出水溫度和室外環(huán)境溫度。室外環(huán)境溫度35℃10℃冷凍水回水:15℃冷凍水出水:10℃自然冷卻空調(diào)系統(tǒng)第7頁/共35頁自然冷卻風冷空調(diào)機組:內(nèi)置的FreeCooling空氣—水換熱盤管空氣氣流空氣氣流制冷氟系統(tǒng)常規(guī)冷凝盤管自然冷卻盤管Freecooling解決方案常規(guī)冷凝盤管制冷氟系統(tǒng)乙二醇水溶液第8頁/共35頁自然冷卻風冷冷水機組優(yōu)點應用趨勢：數(shù)據(jù)中心空調(diào)如采用水冷機組有缺水風險（特別是北方地區(qū)），因此無冷卻水損耗的風冷螺桿自然冷卻機組在未來大型數(shù)據(jù)中心機房應用會逐漸增多。耗水量計算說明：以一臺1000RT水冷離心機為例，冷卻水流量為：710m3/h，冷卻水耗水量按1.5%考慮，每天耗水量為：710*24*0.01=255.6噸，10臺1000RT水冷離心機則即每天耗水量：255.6噸*10=2556噸風冷FreeCooling冷水機組優(yōu)點●風冷FreeCooling冷水機組具有無冷卻水損耗特點●無需專用機房，安裝靈活無需專用機房無冷卻水損耗第9頁/共35頁自然冷卻機組特別適合應用在以下場合:建筑物冷負荷比較大需要全年制冷的建筑有足夠低的室外環(huán)境溫度的地區(qū)北方數(shù)據(jù)中心機房特點:冷負荷需求大需要全年制冷冬季環(huán)境溫度低自然冷卻適用的場合第10頁/共35頁麥克維爾自然冷卻機組麥克維爾自然冷卻風冷螺桿冷水機組SG系列：水系統(tǒng)為乙二醇溶液循環(huán)GF系列：水系統(tǒng)為純水循環(huán)，通過板換與自然冷卻盤管乙二醇溶液換熱第11頁/共35頁自然冷卻風冷空調(diào)機組:內(nèi)置的FreeCooling空氣—水換熱盤管三通閥機組回水機組出水蒸發(fā)器風冷冷凝器壓縮機膨脹閥自然冷卻盤管機組壓縮機是否開啟由機組智能控制邏輯控制預冷卻階段回水在進入蒸發(fā)器前先經(jīng)過室外自然冷卻盤管進行冷卻末端設備（乙二醇水溶液循環(huán)）Freecooling解決方案(SG系列)SG：StandardGlycol系列第12頁/共35頁AIR夏天過渡季節(jié)冬天30oC10oC0oC

三通閥關閉

室外環(huán)境溫度太高不能使用自然冷卻沒有水流經(jīng)過自然冷卻盤管 冷凍水回水直接流經(jīng)蒸發(fā)器 空調(diào)壓縮機和風機開啟(壓縮機輸出100%能力)AIR

室外環(huán)境溫度低于室內(nèi)，可以開啟自然冷卻

三通閥打開 冷凍水先經(jīng)過自然冷卻盤管再進入蒸發(fā)器 冷凍水回水經(jīng)過自然冷卻盤管預冷 空調(diào)壓縮機和風機開啟(壓縮機只輸出部分能力)AIR

三通閥打開

室外環(huán)境溫度低至可供所有室內(nèi)需要的冷量 冷凍水完全由室外環(huán)境進行冷卻 冷凍水回水經(jīng)過自然冷卻盤管 空調(diào)壓縮機關閉，風機開啟 (壓縮機不做功)Freecooling解決方案(SG系列)SG：StandardGlycol系列自然冷卻風冷空調(diào)機組:內(nèi)置的FreeCooling空氣—水換熱盤管第13頁/共35頁自然冷卻風冷空調(diào)機組:內(nèi)置FreeCooling空氣—水換熱盤管、板換和水泵機組壓縮機是否開啟由機組智能控制邏輯控制預冷卻階段回水在進入蒸發(fā)器前先經(jīng)過板換與室外盤管進行換熱冷卻機組回水機組出水蒸發(fā)器風冷冷凝器壓縮機膨脹閥自然冷卻盤管(乙二醇)末端設備（純水循環(huán)）板換水泵Freecooling解決方案(GF系列)GF：GlycolFree系列第14頁/共35頁自然冷卻風冷空調(diào)機組:內(nèi)置FreeCooling空氣—水換熱盤管、板換和水泵夏季過渡季節(jié)冬季35oC15oC2oCAIR

室外環(huán)境溫度太高不能使用自然冷卻

自然冷卻水泵不運行 自然冷卻盤管不工作壓縮機和風機開啟(壓縮機輸出100%能力)AIR

室外環(huán)境溫度低于冷凍水一定時，開自然冷卻

自然冷卻水泵運行 冷凍水回水經(jīng)過自然冷卻盤管預冷 壓縮機和風機開啟(壓縮機輸出部分能力)AIR

自然冷卻水泵運行 冷凍水回水經(jīng)過自然冷卻盤管

室外環(huán)境溫度低至可供所有室內(nèi)需要的冷量 風機開啟&壓縮機停止

(壓縮機不做功) 室內(nèi)所需冷量全部由室外冷空氣自然冷卻供給Freecooling解決方案(GF系列)GF：GlycolFree系列第15頁/共35頁SG系列與GF系列優(yōu)缺點系列優(yōu)點缺點SG系列乙二醇溶液在室內(nèi)末端循環(huán)機組成本比較有優(yōu)勢1、乙二醇溶液需在室內(nèi)末端循環(huán)，有泄漏的危險；2、夏季運行效率稍低GF系列室內(nèi)純水循環(huán)，乙二醇溶液在室外通過中間換熱器與室內(nèi)進行二次換熱1、夏季運行效率較高；2、可避免乙二醇溶液在室內(nèi)循環(huán)泄漏有損壞機器的危險1、主機成本稍高；換向閥機組回水機組出水蒸發(fā)器風冷冷凝器壓縮機膨脹閥自然冷卻盤管末端設備（乙二醇水溶液循環(huán)）SG：StandardGlycol系列機組回水機組出水蒸發(fā)器風冷冷凝器壓縮機膨脹閥自然冷卻盤管末端設備（純水循環(huán)）板換水泵GF：GlycolFree系列第16頁/共35頁自然能源節(jié)能首選全新麥克維爾自然冷卻風冷螺桿冷水機組第17頁/共35頁機組特點節(jié)能先進的自然冷卻技術(shù)，高效節(jié)能可靠全方位的可靠性先進設計及保護低噪全方位的低噪降振設計智能智能一體化控制，管理方便環(huán)保環(huán)境友好，不破壞臭氧層第18頁/共35頁●采用FreeCooling節(jié)能技術(shù)，使機組在過渡季節(jié)和冬季少開或不開壓縮機，相比常規(guī)風冷冷水機組，年節(jié)能率高達30%~50%①●采用最新高效壓縮機，部分負荷時COP比常規(guī)螺桿壓縮機提高達25%，過渡季節(jié)運行更節(jié)能●能力5%~100%負荷無級調(diào)節(jié)，過渡季節(jié)機組部分負荷運行效率更高●風機采用變頻調(diào)速控制，部分負荷運行更節(jié)能常規(guī)壓縮機高效壓縮機高效節(jié)能注：①不同地區(qū)、不同應用方案，節(jié)能率會有所差別；第19頁/共35頁進入FreeCooling環(huán)境溫度自然冷卻風冷冷水機組主要節(jié)能指標：--過渡季節(jié)進入FreeCooling的環(huán)境溫度--冬季進入100%FreeCooling的環(huán)境溫度從上圖可看出，MQ機組可更早進入100%FreeCooling節(jié)能運行，并且運行效率更高。注：以上圖表是以1250kW機型，制冷進/出水：18/12℃為例，不同機型節(jié)能性可能會有差異。COP全年不同環(huán)溫下COP對比174℃6℃夏季壓縮機制冷過渡季節(jié)混合制冷冬季100%FreeCooling節(jié)能運行區(qū)域C品牌自然冷卻機組MQ自然冷卻機組常規(guī)風冷機組第20頁/共35頁●出水溫度穩(wěn)定●機組輸出能力與用戶系統(tǒng)需求的負荷完全匹配，能量“按需輸出”●部分負荷時機組仍然保持高效運行●精確的能量和水溫調(diào)節(jié)育充分滿足用戶需求有級能量調(diào)節(jié)無級能量調(diào)節(jié)能量按需輸出，控制精確第21頁/共35頁●新型高效純逆流殼管式蒸發(fā)器，換熱效率更高●制冷劑分布更加均勻，蒸發(fā)更加充分，超高蒸發(fā)溫度●內(nèi)置電加熱棒，智能防凍保護●高效內(nèi)螺紋換熱銅管●安全可靠，易清洗，壽命長高效純逆流蒸發(fā)器逆向換熱，超高效率制冷劑水蒸發(fā)器第22頁/共35頁●雙壓縮機雙單獨回路設計備用性強，延長機組壽命●斷電快速啟動功能斷電后重新啟動壓縮機只需30S，相比常規(guī)機組縮短約5mins●無需擔心斷水風險風冷機組無冷卻水損耗●啟動電流小壓縮機逐臺啟動，對電網(wǎng)其它設備沖擊小●鈑金結(jié)構(gòu)面板靜電粉末噴涂處理高防腐耐久性，適應各種應用工況雙壓縮機雙系統(tǒng)設計運行可靠第23頁/共35頁“推墻”小實驗單螺桿壓縮機雙螺桿壓縮機Page

24受力平衡受力不平衡第24頁/共35頁10萬小時軸承壽命、可靠運行●單螺桿雙星輪設計，壓縮機對稱排氣，負載平衡，主軸承壽命長達

10萬小時,雙螺桿一般4萬小時雙機頭設計的好處●雙機頭雙獨立系統(tǒng)可互為備用●機組啟動時對電網(wǎng)其他設備影響小●斷電快速啟動功能使數(shù)據(jù)中心運行更有保障Page

25雙螺桿眾多軸承，承擔不平衡力。常規(guī)機組啟動快速啟動354秒30秒0300100200400啟動時間，秒斷電快速啟動功能第25頁/共35頁●采用麥克維爾新一代智能控制器MicroTechⅢ●自動根據(jù)用戶負荷需求和室外環(huán)境溫度自動調(diào)節(jié)，在自然冷卻、壓縮機制冷和混合聯(lián)供制冷中智能判斷選擇最節(jié)能模式運行●精確控制出水溫度±0.5℃●整機一體化設計，智能集中控制，運行更可靠，實現(xiàn)無人值守●三級密碼保護，防止非專業(yè)人員誤操作，確保機組安全運行●完善的多重保護功能：壓力、溫度、電氣、防凍等多重保護功能●樓宇控制通訊協(xié)議接口（可選）外部手操器（可選）機組控制器智能控制第26頁/共35頁●壓縮機降噪非金屬星輪與合金螺桿嚙合，有效消除高頻噪聲回轉(zhuǎn)式壓縮循環(huán)，無往復運動帶來的額外振動●高效低噪風機，變頻調(diào)速更低噪高效低噪螺旋式軸流風機，噪聲比常規(guī)螺旋式風機低3dB(A)，根據(jù)機組的運行動態(tài)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，低負荷運轉(zhuǎn)風機更節(jié)能，噪聲更低●壓縮機和整機雙重減震壓縮機標配減振器，整機標配彈簧減振器變頻風機（標配）彈簧減振器（標配）硬幣實驗AB+=0低噪運行第27頁/共35頁●HFC-134a性能優(yōu)越，不含氯元素，且對臭氧層無任何破壞作用●降低CO2的排放，減少全球變暖作用，順應國家低碳經(jīng)濟要求環(huán)境友好美國EPA保護臭氧層獎《蒙特利爾議定書》--2007版HCFC削減進度發(fā)達國家發(fā)展中國家基準年1989年2009年與2010年凍結(jié)年1996年2013年最終淘汰2020年2030年削減進度2010年-75%、2015年-90%2015年-10%、2020年-35%、2025年-67.5%2020-2030年提供0.5%--檢修2030-2040年提供2.5%供檢修中國HCFC制冷劑消費量控制2013年配額2009年+2010年=2第28頁/共35頁案例：

●北京1250kW自然冷卻風冷螺桿冷水機組應用

●全年運行制冷，冷凍水進/出水溫度：18℃/12℃●設計方案：常規(guī)風冷螺桿機組、自然冷卻風冷螺桿機組結(jié)論：相比常規(guī)風冷螺桿冷水機組，在室外低環(huán)境溫度時，COP最高可提高37倍，年節(jié)能率達到38%！投資回報期：0.49年年運行費用節(jié)省38%！COP最高可提升37倍！COP最高提升37倍常規(guī)風冷機組自然冷卻機組節(jié)能分析節(jié)能38%耗電量：kWhCOP第29頁/共35頁各地節(jié)能應用自然冷卻時間，59.4%節(jié)能運行時間運行費用對比238萬148萬節(jié)能38%北京自然冷卻時間，57.6%西安240萬154萬節(jié)能36%節(jié)能運行時間運行費用對比說明：●以上對比為常規(guī)風冷冷水機組與自然冷卻風冷機組對比?！褚陨蠈Ρ葯C型為制冷量1250kW，進/出水：18/12℃，自然冷卻機組含30%乙二醇溶液●不同地區(qū)、不同機型系列、不同應用方案節(jié)能率可能會有差異。節(jié)能37%石家莊自然冷卻時間，57.0%151萬239萬第30頁/共35頁●自然冷卻機組可以大大節(jié)省空調(diào)機組運行費用和減少冷卻水損耗。如全國有20%大型數(shù)據(jù)中心采用FreeCooling風冷冷水機組，相比水冷機組，則全年可節(jié)水955萬噸。●

北方數(shù)據(jù)機房和計算機中心冷負荷需求大，全年不停機運行，具備提供自然冷卻足夠低的環(huán)境溫度，特別適合采用自然冷卻風冷螺桿冷水機組總結(jié)第31頁/共35頁典型項目案例IBM節(jié)能展示中心項目地點：北京項目概況：此項目是IBM的節(jié)能示范展示中心，對機組的節(jié)能性要求非常高，主要目的是用自然冷卻風冷螺桿的節(jié)能性應用于數(shù)據(jù)中心。項目