تحلیل موردی چیلرها

به میزبان تبرید، چیلر گفته می‌شود که بخش مهمی از سیستم تهویه مطبوع مرکز داده است. مبرد معمولاً آب است که به آن چیلر می‌گویند. خنک‌سازی کندانسور با تبادل حرارت و خنک‌سازی آب با دمای معمولی انجام می‌شود، بنابراین به آن واحد خنک‌شونده با آب نیز می‌گویند. مرکز داده تقاضای زیادی برای ظرفیت خنک‌سازی دارد و با انتخاب یک واحد گریز از مرکز می‌توان به راندمان انرژی بهتری دست یافت. چیلر در این مقاله به طور خاص به واحد گریز از مرکز اشاره دارد.

کمپرسور تبرید گریز از مرکز یک کمپرسور از نوع سرعت چرخشی است. لوله مکش، گازی را که باید فشرده شود، به ورودی پروانه وارد می‌کند. گاز با سرعت بالا به همراه پروانه تحت عمل پره‌های پروانه می‌چرخد. گاز کار می‌کند، سرعت گاز افزایش می‌یابد و سپس از خروجی پروانه خارج می‌شود و سپس به محفظه دیفیوزر وارد می‌شود. از آنجایی که گاز از پروانه خارج می‌شود، سرعت جریان بالایی دارد، برای تبدیل این بخش از سرعت به انرژی فشاری، یک دیفیوزر A با بخش جریان به تدریج بزرگ شده نصب می‌شود تا انرژی را برای افزایش فشار گاز تبدیل کند. پس از اینکه گاز پخش شده در حلزونی جمع شد، برای تراکم وارد کندانسور واحد می‌شود. فرآیند فوق، اصل فشرده‌سازی سانتریفیوژ است، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است. علاوه بر این، برای تراکم و حذف سرما، سیستم تهویه مطبوع شامل یک سیستم آب خنک‌کننده و یک سیستم آب سرد است.

01

ترکیب واحد گریز از مرکز

ترکیب واحد گریز از مرکز به شرح زیر است: شامل کمپرسور گریز از مرکز، اواپراتور، کندانسور، روزنه تنظیم فشار، دستگاه تأمین روغن، کابینت کنترل و غیره، همانطور که در شکل 2 و شکل 3 نشان داده شده است. کمپرسور عمدتاً از یک محفظه مکش، یک پروانه، یک پخش کننده، یک خم و یک دستگاه رفلاکس و یک حلزونی تشکیل شده است.

ویژگی‌های واحد گریز از مرکز
مشخصات واحد سانتریفیوژ بزرگ به شرح زیر است:
۱. ظرفیت خنک‌کنندگی بالا. از آنجایی که ظرفیت مکش کمپرسور گریز از مرکز نمی‌تواند خیلی کم باشد، ظرفیت خنک‌کنندگی تک واحدی کمپرسور گریز از مرکز نسبتاً زیاد است. ساختار جمع و جور، وزن سبک و اندازه کوچک، بنابراین فضای کمی را اشغال می‌کند. با ظرفیت خنک‌کنندگی یکسان، وزن کمپرسور گریز از مرکز تنها ۱/۵ تا ۱/۸ کمپرسور پیستونی است و هرچه ظرفیت خنک‌کنندگی بیشتر باشد، این موضوع آشکارتر می‌شود.
۲. قطعات کمتر ساییده شده و قابلیت اطمینان بالا. کمپرسورهای گریز از مرکز تقریباً هیچ سایشی در حین کار ندارند، بنابراین بادوام هستند و هزینه‌های نگهداری و عملیاتی پایینی دارند.
۳. بخش فشرده‌سازی در کمپرسور گریز از مرکز یک حرکت چرخشی است و نیروی شعاعی متعادل است، بنابراین عملکرد پایدار است، لرزش کم است و به هیچ وسیله کاهش لرزش خاصی نیاز نیست.
۴. ظرفیت سرمایش را می‌توان به صورت اقتصادی تنظیم کرد. کمپرسورهای گریز از مرکز می‌توانند از روش‌هایی مانند تنظیم پره‌های راهنما برای تنظیم انرژی در محدوده خاصی استفاده کنند.
5. اجرای فشرده‌سازی و تنظیم چند مرحله‌ای آسان است و می‌تواند عملکرد و عملکرد همان یخچال را با چندین دمای تبخیر تحقق بخشد.

عیوب رایج چیلرها

دستگاه سردساز در طول ساخت و راه‌اندازی با مشکلاتی مواجه خواهد شد و همچنین در طول بهره‌برداری نیز خرابی‌هایی رخ خواهد داد. رسیدگی به این مشکلات و خطاها به ایمنی بهره‌برداری و نگهداری مرکز داده مربوط می‌شود. در ادامه مواردی که در طول ساخت و بهره‌برداری از دستگاه‌های سردساز رخ داده است، آورده شده است. روش‌های پردازش و تجربیات مربوطه فقط برای مرجع هستند.

01

بدون اشکال‌زدایی بار

【پدیده مشکل】
یک مرکز داده نیاز به اشکال‌زدایی و آزمایش چیلر دارد، اما نصب تجهیزات تهویه مطبوع ترمینال تکمیل نشده است و سایت نیز فاقد بار مجازی لازم است، بنابراین کار راه‌اندازی قابل انجام نیست.
【تحلیل مسئله】
پس از اتمام نصب واحد سانتریفیوژ در مرکز داده، تجهیزات ترمینال در اتاق کامپیوتر نصب نشده‌اند، کانال آب انجماد در ترمینال مسدود شده است و چیلر قابل اشکال‌زدایی نیست. بار برای رسیدن به حد پایین بار چیلر بسیار کم است و کار اشکال‌زدایی قابل انجام نیست. از سوی دیگر، به دلیل اینکه دستگاه سرد اشکال‌زدایی نشده است، تجهیزات سرور در اتاق کامپیوتر اصلی نمی‌توانند روشن و اجرا شوند و یک حلقه بی‌پایان با یکدیگر تشکیل می‌دهند. علاوه بر این، در طول فرآیند اشکال‌زدایی، توان بار مجازی مورد نیاز بسیار زیاد است و فرآیند عملیات برق زیادی مصرف می‌کند. عوامل فوق منجر به اشکال‌زدایی دستگاه سرد می‌شوند. این امر به یک مشکل تبدیل می‌شود.
【مشکل حل شد】
برای عیب‌یابی از روش عیب‌یابی بدون بار استفاده کنید. این فرآیند به منظور استفاده کامل از ظرفیت تبادل حرارت مبدل صفحه‌ای، تبادل سرمای تولید شده توسط اواپراتور یخچال به سمت کندانسور یخچال از طریق تبادل صفحه‌ای و تبادل گرمای آزاد شده توسط کندانسور یخچال به سمت اواپراتور از طریق تبادل صفحه‌ای است، به طوری که تطابق کاملی بین ظرفیت سرمایش یخچال و بار حرارتی حاصل شود و برج خنک‌کننده فقط قدرت محور کمپرسور را کاهش دهد. با استفاده از این روش، به راحتی می‌توان تست عملکرد جامع را تحت بارهای مختلف انجام داد. گردش آب مدار تعویض و عیب‌یابی صفحه سرد در شکل ۴ نشان داده شده است.

مراحل اشکال‌زدایی سیستم اساساً به شرح زیر است:
۱. شیر بای‌پس را در جمع‌کننده فرعی باز کنید و مطمئن شوید که مسیر آب برای ایجاد گردش هوا در زمانی که دستگاه تهویه مطبوع ترمینال نصب نشده است، باز شده است.

۲. چیلر را در سمت آب سرد و شیر تعویض صفحه کاملاً باز کنید تا مطمئن شوید که عبور آب چیلر و تعویض صفحه روان است و آب سرد کشیده شده توسط چیلر و گرمای برگشتی توسط تعویض صفحه می‌توانند به راحتی مخلوط شوند. معمولاً پمپ آب سرد را باز کنید و فرکانس را به صورت دستی روی ۴۵ هرتز یا بیشتر تنظیم کنید و مطمئن شوید که گردش آب طبیعی است.

۳. شیر آب خنک‌کننده چیلر را کاملاً باز کنید، شیر سمت آب خنک‌کننده پنل جایگزین را تا حدی باز کنید و پمپ آب خنک‌کننده را روشن کنید تا گردش آب عادی برقرار شود. فرکانس پمپ را روی ۴۱-۴۵ هرتز تنظیم کنید؛ ابتدا فن برج خنک‌کننده را روشن نکنید؛

۴. در شرایط عادی آب سرد و آب خنک‌کننده، چیلر را روشن کنید و عملیات آزمایشی مستقل را انجام دهید.

۵. دمای آب خنک‌کننده چیلر شروع به افزایش می‌کند و آب سرد شده شروع به خنک شدن می‌کند.

۶. ظرفیت انتقال حرارت مبدل صفحه‌ای را با توجه به میزان باز شدن شیر آب خنک‌کننده مبدل صفحه‌ای تنظیم کنید و میزان باز شدن شیر را بین ۱/۴ تا کاملاً باز تنظیم کنید.

۷. فن برج خنک‌کننده را بسته به دمای آب خنک‌کننده، هر کدام که می‌تواند قدرت محور کمپرسور را کاهش دهد، تا حدی روشن کنید.

 

【تجربه】
به منظور کاهش بهره‌وری انرژی و در نظر گرفتن سرمایش طبیعی، مراکز داده عموماً با فناوری خنک‌کننده برج خنک‌کننده + تعویض صفحه طراحی می‌شوند. در طول راه‌اندازی، می‌توان از ظرفیت تبادل حرارت صفحه تبادل برای به دست آوردن گرمای کافی از کندانسور چیلر به عنوان بار حرارتی برای راه‌اندازی چیلر استفاده کرد، یعنی سرمای تولید شده توسط چیلر توسط صفحه تبادل گرفته می‌شود.
اصل اشکال‌زدایی بدون بار، استفاده کامل از ظرفیت تبادل حرارت مبدل صفحه‌ای، تبادل سرمای تولید شده توسط اواپراتور یخچال به سمت کندانسور یخچال از طریق مبدل صفحه‌ای و تبادل گرمای آزاد شده توسط کندانسور یخچال به سمت اواپراتور از طریق مبدل صفحه‌ای است، به طوری که برای دستیابی به تطبیق ظرفیت سرمایش و بار حرارتی یخچال، این روش ساده و قابل اجرا است.

 


زمان ارسال: ۱۵ فوریه ۲۰۲۳