حلول التبريد الشائعة في IDC: الفصل 1. نظام تكييف الهواء التبخيري المباشر المبرد بالهواء

إنه مكيف الهواء الداخلي للتحكم في درجة الحرارة والرطوبة في IDC (مركز بيانات الإنترنت) ، ويتمتع مكيف الهواء الداخلي بخصائص الكفاءة العالية ، ونسبة الحرارة العالية ، والموثوقية العالية والمرونة ، والتي يمكن أن تلبي متطلبات زيادة تبديد حرارة الخادم والتحكم المستمر في الرطوبة وفلترة الهواء والجوانب الأخرى في IDC.

مع المتطلبات الصارمة لـ PUE (فعالية استخدام الطاقة) في مناطق مختلفة والتطبيق الواسع للخوادم عالية الكثافة ، هناك المزيد والمزيد من حلول التبريد الجديدة ، المطورة والمستخدمة بشكل متزايد في IDC ، سأقدم حلول التبريد التقليدية والجديدة في IDC في الفصول السبعة القادمة. لنبدأ بالفصل الأول - نظام تكييف الهواء التبخيري المباشر المبرد بالهواء.

1.     نظام تكييف الهواء التبخيري المباشر المبرد بالهواء

يتكون نظام مكيف الهواء التبخيري المباشر المبرد بالهواء بشكل أساسي من إطار ، وضاغط ، ومبخر ، ومكثف ، وصمام إلكتروني ، ومروحة داخلية ، ومروحة خارجية ، ونظام تحكم في الوحدة ، ومستشعر درجة الحرارة والرطوبة ، إلخ.

المكثف هو مبادل حراري خارجي ، والمبخر هو مبادل حراري داخلي. بعد تكثيف غاز التبريد ذو درجة الحرارة العالية المفرغ من الضاغط إلى سائل في المكثف ، يتم خنقه وفك ضغطه بواسطة صمام التمدد ليصبح خليط غاز-سائل بدرجة حرارة منخفضة ، ثم يتدفق إلى المبخر يمتص الحرارة ويتبخر ، ويعود إلى ضاغط لإكمال دورة التبريد. في نفس الوقت ، يتم تبريد الهواء الموجود في الغرفة عن طريق المرور عبر المبخر ويتم إرسال الهواء البارد إلى الغرفة بواسطة مروحة داخلية.

2.&نبسب;&نبسب;&نبسب;&نبسب; مخطط نظام التبريد بضغط البخار

يتم امتصاص بخار المبرد منخفض الضغط ودرجة الحرارة المنخفضة المتدفق من المبخر بواسطة الضاغط ، ويتم ضغطه في بخار عالي الضغط ودرجة حرارة عالية ويتم تفريغه بواسطة الضاغط. وبالتالي ، ينقسم بخار المبرد إلى منطقة الضغط العالي ومنطقة الضغط المنخفض.

منطقة الضغط العالي هي من منفذ تفريغ الضاغط إلى مدخل صمام التمدد ، حيث يُعرف الضغط بالضغط العالي أو ضغط التكثيف ، وتُعرف درجة الحرارة باسم درجة حرارة التكثيف.

بينما تكون منطقة الضغط المنخفض من مخرج صمام التمدد إلى منفذ الشفط للضاغط ، حيث يُعرف الضغط بالضغط المنخفض أو ضغط التبخر ، وتُعرف درجة الحرارة باسم درجة حرارة التبخر.

إن فرق الضغط بين منطقة الضغط المرتفع ومنطقة الضغط المنخفض الناجم عن الضاغط هو الذي يجعل مادة التبريد تتدفق باستمرار في النظام. بمجرد اختفاء فرق الضغط ، وهو أحد موازين الضغط المرتفع والمنخفض ، يتوقف المبرد عن التدفق. يرجع ذلك تمامًا إلى بخار ضغط الضاغط الذي يجعل توليد فرق الضغط المرتفع والمنخفض وقيمته ، ويتحقق التشغيل المستمر للضاغط من خلال استهلاك الطاقة الكهربائية أو الميكانيكية.

هناك 4 عمليات لنظام التبريد بضغط البخار ، موضحة في الصورة على النحو التالي:

2.1 عملية التبخير

بعد تدفق سائل التبريد إلى المبخر من خلال صمام التمدد ، يبدأ في الغليان والتبخر بسبب انخفاض الضغط. لذا فإن درجة حرارة التبخير / التبخر مرتبطة بالضغط.

في عملية التبخير ، يمتص سائل التبريد حرارة الوسط المحيط ، بما في ذلك الماء أو الهواء أو المواد ، وتنخفض درجة حرارة هذه الوسائط وتحقق الغرض من التبريد.

يعد تبخير سائل التبريد عملية تدريجية ، وفي النهاية يصبح كل سائل التبريد بخارًا جافًا مشبعًا ثم يتدفق إلى منفذ الشفط الخاص بالضاغط.

2.2  عملية الضغط

من أجل الحفاظ على درجة حرارة تبخر معينة ، يجب أن يتدفق بخار مادة التبريد باستمرار من المبخر. يتم امتصاص بخار مادة التبريد من المبخر في الضاغط وضغطه في غاز عالي الضغط. بالإضافة إلى ذلك ، يستهلك الضاغط قدرًا معينًا من الطاقة الميكانيكية أثناء عملية الضغط ، ويتم تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة حرارية في هذه العملية. لذلك ، تزداد درجة حرارة بخار المبرد ويزداد سخونة بخار مادة التبريد.

2.3  عملية التكثيف

سيطلق بخار المبرد عالي الضغط الذي يتم تفريغه من الضاغط الحرارة في المكثف وينقل الحرارة إلى الوسط المحيط - الماء أو الهواء ، بحيث يتكثف بخار المبرد تدريجياً إلى سائل.

يوجد في المكثف شرطان أساسيان لإطلاق بخار مادة التبريد الحرارة إلى الوسط: أولاً ، يجب أن تكون درجة حرارة تكثيف بخار مادة التبريد أعلى من درجة حرارة الوسط المحيط ، ويجب أن يظل الاختلاف المناسب في درجة الحرارة ؛ ثانيًا ، وفقًا لكمية بخار مادة التبريد التي يتم إرسالها إلى المكثف بواسطة الضاغط ، يجب أن يكون للمكثف طول أنبوب ومساحة مناسبة لضمان إمكانية تكثيف بخار مادة التبريد بالكامل في المكثف.

2.4  عملية التوسع

يتم فك ضغط سائل التبريد من المكثف إلى ضغط التبخير بواسطة صمام التمدد على سبيل المثال. تنخفض درجة حرارة المبرد بعد الاختناق أيضًا إلى درجة حرارة التبخر. ويذهب خليط الغاز والسائل إلى المبخر لعملية التبخير.

3.     التطبيقات

(1)   بالمقارنة مع نظام تكييف الهواء المركزي بالماء المبرد ، فإن نظام مكيف الهواء التبخيري المباشر المبرد بالهواء له هيكل أكثر بساطة ويلغي برج التبريد ، ومضخة المياه ، والأنابيب الداعمة ، وما إلى ذلك.

(2)   إنها قابلة للتطبيق في المناطق التي تعاني من نقص المياه وبدون نظام مياه التبريد.

(3)   بالنسبة إلى IDC بمقياس مماثل ، فإن تكلفة تشغيل نظام تكييف الهواء التبخيري المباشر المبرد بالهواء مرتفعة.

(4)   في الصين ، يتبنى معظم IDC الكبير مزيجًا من نظام الماء المبرد والمبرد والمبادل الحراري والمضخة المبردة ومضخة التبريد والبرج المبرد وما إلى ذلك في السنوات الأخيرة.

(5)   في الولايات المتحدة الأمريكية ، يستخدم المزيد والمزيد من IDCs المبردات الجافة وحلول التبريد بالغمر بدلاً من أنظمة التبريد التقليدية.