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数据通信设施中的冷却技术 - Purdue e-Pubs
过去十年，对数据中心和网络服务的需求迅速增长。然而，由于更高效的电子硬件、向超大规模和云数据中心的迁移以及更高效的冷却基础设施等，近年来电力需求已经趋于稳定。本文对冷却技术进行了关键概述并讨论了研究差距。数据通信设施中的冷却技术大致可分为风冷和液冷系统。架空/地板下送风、热/冷通道布局和热/冷通道遏制是优化风冷系统性能的主要策略。架空地板架构已在数据通信设施中得到广泛采用，但存在大量气流泄漏（约 25-50%）。研究发现，最佳通风系统是硬地板设计，采用架空冷风输送和热风回风管道，而不是基于房间的送风和回风。冷通道遏制可以更好地降低机架的最高入口温度并抑制冷却系统故障时的温升，而热通道遏制可以提供更低的机架平均入口温度和更小的标准差，并且受服务器周围气密性的影响更小。随着机架功率密度超过 10 kW/机架且热流超过 100 kW/cm 2 ，传统的风冷系统不再是可行的热管理解决方案。喷雾冷却、冲击射流、浸没冷却、液冷微通道和热管等液体冷却方法是克服风冷系统容量限制的新兴技术之一。对于浸没冷却，过渡到过冷两相流沸腾、通过添加微结构或不规则性来创造更多的成核位点和更大的传热表面积来增强传热以及利用纳米流体是受到学者关注的突出增强策略。将电力电子模块浸入液体中可使热阻降低至空气冷却系统的 25%，或微通道或喷雾冷却等液体冷却系统的 30-50%。根据现有的冷却系统、总体热负荷和热点，热管系统可以作为独立单元或与空气冷却系统结合使用，即所谓的混合系统，为数据中心提供服务。与典型的空气冷却系统相比，混合系统可以分别降低 37-58% 和 20-70% 的年度冷却负荷系数和能耗。
高级变风量系统设计指南
图 1.旧金山 ...................................................................................................................... 5 图 2.萨克拉门托...................................................................................................................... 5 图 3.指南内容概述 .................................................................................................... 6 图 4 – 商业新建建筑按建筑面积细分预测，总计 157,000,000 平方英尺/年。来源：加州能源委员会 ...................................................................... 11 图 5。模拟在设计中的作用 ...................................................................................................... 18 图 6。测量的系统气流，站点 3............................................................................................. 20 图 7。测量的空气处理器提供的冷却，站点 3（浅色条包括 2002 年 8 月至 10 月，深色条涵盖 2002 年 11 月至 2003 年 1 月） ............................................................................................. 20 图 8。典型的无管道回流管道竖井 ............................................................................................. 28 图 9。典型的管道立管 ............................................................................................................. 29 图 10。测量的照明时间表（设计负荷计算的第 90 个百分位数和能量模拟的第 50 个百分位数）小型、中型和大型办公楼 – ASHRAE 1093-RP...................................................................................................................... 38 图 11。测量的工作日照明曲线 – 站点 1 办公区域显示平均值（线）和最小/最大值（虚线）............................................................................................................. 40 图 12。测量的周末照明曲线 – 站点 1 办公区域显示平均值（线）和最小/最大值（虚线）............................................................................................................. 40 图 13。办公设备负荷系数比较 – Wilkins, C.K.和 N. McGaffin。ASHRAE 杂志 1994 - 测量办公楼中的计算机设备负载 ....... 41 图 14。测量设备计划（90 百分位数用于设计负载计算，50 百分位数用于能量模拟）适用于小型、中型和大型办公楼 - ASHRAE 1093-RP............................................................................................................. 44 图 15。测量的插头功率密度工作日概况 – 站点 1 办公区域显示平均值（线）和最小/最大值（虚线）............................................................................................. 45 图 16。测量的插头功率密度周末概况 – 站点 1 办公区域显示平均值（线）和最小/最大值（虚线）............................................................................................. 45 图 17。测量的站点 5 工作日插头负载概况（1999 年 11 月 - 2000 年 9 月）来源：Naoya Motegi 和 Mary Ann Piette，“从设计到运营：新建筑绩效合同的多年结果”，2002 年 ACEEE 夏季研究......................................................................................................................... 46 图 18。CalArch 基准测试工具结果、办公楼用电强度、PG&E 和 SCE 数据（以不同颜色表示）共计 236 栋建筑...................................................................................................................... 48 图 19。CalArch 基准测试工具结果、办公楼燃气使用强度、共计 43 栋建筑的 PG&E 数据............................................................................................. 48 图 20。2003 年 2 月 7 日在站点 #4 测得的 CO 2 水平......................................................................... 54 图 21。VAV 热水再热箱控制 - 单最大值............................................................................. 58 图 22。VAV 热水再热箱 - 双最大值......................................................................................... 60 图 23。示例 VAV 箱入口传感器性能图表，CFM 与速度压力信号............................................................................................................................. 67
印度可再生能源容量预计将在 2026 年 3 月达到 250 吉瓦，其中
• 在大型项目储备的推动下，预计可再生能源容量增量在 2025 财年将超过 26 GW，并在 2026 财年进一步增加到 32 GW • 到 2030 年，能源存储需求估计将达到近 50 GW，以整合可再生能源在发电结构中不断上升的份额 ICRA 预计，到 2026 年 3 月，印度的可再生能源装机容量（包括大型水电）将从 2024 年 9 月的 201 GW 增加到约 250 GW。随着 2024 财年招标活动显著改善，容量增加将受到超过 80 GW 的大型项目储备的推动。此外，本财年的招标活动仍然很活跃，与印度政府在 2023 年 3 月宣布的 50 吉瓦年度招标轨迹一致。在评论产能增加前景时，ICRA 高级副总裁兼企业评级联席集团主管 Girishkumar Kadam 表示：“健康的可再生能源项目渠道和优惠的太阳能光伏电池和模块价格预计将使可再生能源产能增加从 2024 财年的 19 吉瓦增加到 2025 财年的 26 吉瓦以上。这一数字将在 2026 财年进一步扩大到 32 吉瓦，主要受太阳能发电部门的推动，并且考虑到 2025 年 6 月州际输电系统 (ISTS) 费用豁免即将到期。除公用事业部门外，ICRA 预计屋顶太阳能部门和商业和工业 (C&I) 部门将对产能增加做出重大贡献。然而，在执行方面，土地征用和输电连接延迟等挑战仍然存在，如果这种情况持续下去，可能会阻碍该行业的发展。” Kadam 进一步补充道：“未来五年可再生能源容量的增长预计将使可再生能源和大型水电在全印度发电中的份额从 2024 财年的 21% 提高到 2030 财年的 35% 以上。在此背景下，考虑到可再生能源的间歇性发电，开发足够的能源存储项目对于将不断增长的可再生能源份额整合到电网中仍然很重要。 ICRA 预计，到 2030 年，能源存储容量需求将达到 50 吉瓦，将通过电池能源存储系统 (BESS) 和抽水蓄能水电项目 (PSP) 的组合来满足。过去 8 个月，由于电池价格大幅下降，BESS 项目的关税大幅下降，预计将提高储能项目的采用率。”此外，中央节点机构越来越关注授予提供全天候 (RTC) 和稳定可调度供应 (FDRE) 的可再生能源项目，这可以减轻与可再生能源相关的间歇性风险。这可以通过使用与储能系统相结合的混合可再生能源项目来实现。中央节点机构与铁路部门一起完成了近 14 GW 的 RTC / FDRE 项目的拍卖。这些招标中发现的电价与传统能源相比仍然具有竞争力，投标电价在每单位 4.0-5.0 卢比之间，而近期煤炭项目中期投标的电价则超过每单位 6.0 卢比。除了资本成本和电厂负荷系数 (PLF) 外，ICRA 还强调，由于项目容量过大，预计发电量将过剩，因此这些项目将受到商业市场电价的影响。