Soğutma ünitesine, veri merkezi klima sisteminin önemli bir parçası olan soğutucu (chiller) denir. Soğutucu genellikle sudur ve soğutucu olarak adlandırılır. Kondenserin soğutulması, normal sıcaklıktaki suyun ısı değişimi ve soğutulmasıyla gerçekleştirilir, bu nedenle su soğutmalı ünite olarak da adlandırılır. Veri merkezlerinin soğutma kapasitesine olan ihtiyacı yüksektir ve santrifüj ünite seçilerek daha iyi enerji verimliliği elde edilebilir. Bu makalede bahsedilen soğutucu, özellikle santrifüj üniteyi ifade etmektedir.
Santrifüjlü soğutma kompresörü, döner hızlı bir kompresör türüdür. Emme borusu, sıkıştırılacak gazı çark girişine iletir. Gaz, çark kanatlarının etkisi altında çarkla birlikte yüksek hızda döner. Gaz iş yapar, gazın hızı artar ve ardından çarkın çıkışından çekilerek difüzör odasına girer; gaz çarktan akarken yüksek akış hızına sahiptir, bu hızın bir kısmını basınç enerjisine dönüştürmek için, kademeli olarak genişleyen akış kesitine sahip bir difüzör takılır ve bu enerji gazın basıncını artırmak için kullanılır; difüze edilmiş gaz volütte toplandıktan sonra, yoğuşma için ünitenin kondenserine girer. Yukarıdaki işlem, Şekil 1'de gösterildiği gibi santrifüjlü sıkıştırma prensibidir; ayrıca, yoğuşma ve soğukluğun uzaklaştırılması için, klima sistemi bir soğutma suyu sistemi ve bir soğutulmuş su sistemi içerir.
01
Santrifüj ünitesinin bileşimi
Santrifüj ünitesinin yapısı Şekil 2 ve Şekil 3'te gösterildiği gibi santrifüj kompresör, evaporatör, kondenser, kısma deliği, yağ besleme cihazı, kontrol kabini vb. içerir. Kompresör esas olarak emme odası, çark, difüzör, dirsek ve geri akış cihazı ile salyangoz gövdesinden oluşur.
Santrifüj ünitesinin özellikleri
Büyük santrifüj ünitesinin özellikleri aşağıdaki gibidir:
1. Yüksek soğutma kapasitesi. Santrifüj kompresörün emme kapasitesi çok küçük olamayacağından, santrifüj kompresörün tek ünite soğutma kapasitesi nispeten büyüktür. Kompakt yapısı, hafifliği ve küçük boyutu sayesinde az yer kaplar. Aynı soğutma kapasitesinde, santrifüj kompresörün ağırlığı pistonlu kompresörün ağırlığının sadece 1/5 ila 1/8'i kadardır ve soğutma kapasitesi ne kadar yüksek olursa, bu fark o kadar belirginleşir.
2. Daha az aşınan parça ve yüksek güvenilirlik. Santrifüj kompresörler çalışma sırasında neredeyse hiç aşınma göstermez, bu nedenle dayanıklıdırlar ve düşük bakım ve işletme maliyetlerine sahiptirler.
3. Santrifüj kompresördeki sıkıştırma kısmı dönme hareketi yapar ve radyal kuvvet dengelenir, bu nedenle çalışma stabildir, titreşim azdır ve özel bir titreşim azaltma cihazına gerek yoktur.
4. Soğutma kapasitesi ekonomik olarak ayarlanabilir. Santrifüj kompresörler, enerjiyi belirli bir aralıkta ayarlamak için kılavuz kanat ayarı gibi yöntemler kullanabilir.
5. Çok kademeli sıkıştırma ve kısma işlemleri kolayca uygulanabilir ve aynı buzdolabının birden fazla buharlaşma sıcaklığında çalıştırılması sağlanabilir.
Soğutma Cihazlarında Sık Görülen Arızalar
Soğuk makineler, yapım ve devreye alma aşamalarında bazı sorunlarla karşılaşacak ve çalışma sırasında da arızalar meydana gelecektir. Bu sorunların ve arızaların ele alınması, veri merkezi işletimi ve bakımının güvenliğiyle ilgilidir. Aşağıda, soğuk makinelerin yapımı ve işletimi sırasında meydana gelen bazı durumlar yer almaktadır. İlgili işlem yöntemleri ve deneyimler yalnızca referans amaçlıdır.
01
Yük hata ayıklaması yok
【Sorunlu olgu】
Bir veri merkezinin soğutma ünitesinin hata ayıklaması ve test çalışması yapması gerekiyor, ancak terminal klima ekipmanının kurulumu tamamlanmadı ve sahada gerekli yapay yük de bulunmadığı için devreye alma çalışmaları gerçekleştirilemiyor.
【Problem analizi】
Veri merkezinde santrifüj ünitesinin kurulumu tamamlandıktan sonra, bilgisayar odasındaki terminal ekipmanları kurulmadığı için terminaldeki dondurucu su kanalı tıkalı kalıyor ve soğutucu devreye alınamıyor. Yük, soğutucunun alt limit yüküne ulaşamayacak kadar düşük olduğundan, devreye alma işlemi gerçekleştirilemiyor. Öte yandan, soğutma ünitesi devreye alınmadığı için ana bilgisayar odasındaki sunucu ekipmanları çalıştırılamıyor ve birbirleriyle sonsuz bir döngü oluşturuyor; ayrıca, devreye alma işlemi sırasında gereken sanal yük gücü çok büyük ve işlem süreci çok fazla güç tüketiyor; yukarıdaki faktörler soğutma ünitesi devreye alınmasını sorunlu hale getiriyor.
【Sorun çözüldü】
Hata ayıklama için yüksüz hata ayıklama yöntemini kullanın. Bu işlem, plakalı ısı eşanjörünün ısı değişim kapasitesinden tam olarak yararlanmayı, buzdolabının evaporatöründen üretilen soğuğu plakalı ısı eşanjörü aracılığıyla buzdolabının kondenser tarafına aktarmayı ve buzdolabının kondenserinden salınan ısıyı plakalı ısı eşanjörü aracılığıyla tekrar evaporatör tarafına aktarmayı içerir; böylece buzdolabının soğutma kapasitesi ile ısı yükü arasında tam bir eşleşme sağlanır ve soğutma kulesi sadece kompresörün şaft gücünü tüketir. Bu yöntem kullanılarak, farklı yükler altında kapsamlı performans testi kolayca gerçekleştirilebilir. Soğuk plaka değişimi ve hata ayıklamasının su devresi sirkülasyonu Şekil 4'te gösterilmiştir.
Sistem hata ayıklama adımları temel olarak şu şekildedir:
1. Terminal klima ünitesi takılı değilken, alt kolektördeki baypas vanasını açın ve su yolunun tıkanıklığının giderilerek sirkülasyon sağlandığından emin olun;
2. Soğutma ünitesinin soğutulmuş su tarafındaki ve plakalı ısı eşanjörü vanasındaki vanaları tamamen açarak, soğutma ünitesi ve plakalı ısı eşanjörünün su geçişinin sorunsuz olmasını ve soğutma ünitesi tarafından çekilen soğuk su ile plakalı ısı eşanjörü tarafından geri verilen ısının sorunsuz bir şekilde karışmasını sağlayın; soğutulmuş su pompasını normal konumda açın ve frekansı manuel olarak 45 Hz veya daha yüksek bir değere ayarlayın ve su sirkülasyonunun normal olduğundan emin olun;
3. Soğutma ünitesinin soğutma suyu vanasını tamamen açın, panel değiştirme tarafındaki soğutma suyu vanasını kısmen açın ve normal su sirkülasyonunu sağlamak için soğutma suyu pompasını çalıştırın. Pompa frekansını 41-45 Hz'ye ayarlayın; önce soğutma kulesi fanını çalıştırmayın;
4. Normal soğutma suyu ve soğuk su koşullarında, soğutucuyu çalıştırın ve bağımsız deneme çalışması yapın;
5. Soğutma ünitesinin soğutma suyu sıcaklığı yükselmeye başlar ve soğutulan su soğumaya başlar;
6. Plakalı ısı eşanjörünün soğutma suyu vanasının açıklığına göre plakalı ısı eşanjörünün ısı transfer kapasitesini ayarlayın ve vananın açıklığını 1/4 ile tamamen açık arasında ayarlayın;
7. Soğutma suyunun sıcaklığına göre, kompresörün şaft gücünü azaltabilecek şekilde soğutma kulesinin fanını kısmen çalıştırın.
【Deneyim】
Enerji verimliliğini artırmak ve doğal soğutmayı göz önünde bulundurmak amacıyla, veri merkezleri genellikle soğutma kulesi + plakalı ısı eşanjörü teknolojisiyle tasarlanmaktadır. Devreye alma sırasında, plakalı ısı eşanjörünün ısı değişim kapasitesi, soğutma ünitesinin devreye alınması için gereken ısı yükü olarak soğutma ünitesinin kondenserinden yeterli ısıyı elde etmek için kullanılabilir; yani soğutma ünitesi tarafından üretilen soğuk, plakalı ısı eşanjörü tarafından uzaklaştırılır.
Yüksüz çalıştırma prensibi, plaka ısı eşanjörünün ısı değişim kapasitesinden tam olarak yararlanmaktır; buzdolabının evaporatöründe üretilen soğuk, plaka ısı eşanjörü aracılığıyla buzdolabının kondenser tarafına aktarılır ve buzdolabının kondenserinden salınan ısı, plaka ısı eşanjörü aracılığıyla tekrar evaporatöre aktarılır. Böylece buzdolabının soğutma kapasitesi ve ısı yükü arasında uyum sağlanır. Bu yöntem, kullanımı basit ve uygulaması kolaydır.
Yayın tarihi: 15 Şubat 2023
