بررسی توزیع هوا از سقف و کف به اتاق مراکز داده و محاسبه میزان صرفه‌جویی سالانه در هزینه برق و تولید کربن‌دی‌اکسید در طرح بهینه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو کارشناسی مکانیک، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران

2 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران

3 رئیس اداره توسعه و نگهداری سازمان پایانه های مسافر بری مشهد

چکیده

امروزه به دلیل ضرورت وجود مراکز داده، بحث تامین انرژی مورد نیاز آنها از اهمیت بسزایی برخوردار است. بخش اعظمی از انرژی مصرفی در مراکز داده مربوط به نیاز به سرمایش پیوسته انها می­باشد. بر این مبنا بررسی توزیع هوا به‌عنوان یکی از مهم‌ترین عوامل مؤثر در صرفه‌جویی مصرف انرژی و تولید گاز گلخانه‌ای و افزایش خنک‌کنندگی امری ضروری است. در این پژوهش با استفاده از نرم‌افزار Design Builder (DB) مرکز داده‌ای شبیه‌سازی‌ شده است و یک‌بار توزیع هوا از کف و بار دیگر از سقف صورت گرفته است. این پژوهش در شهر مشهد و در بازه زمانی یک‌ساله بررسی شده است و نتایجی از جمله میزان انتشار کربن‌دی‌اکسید که یکی از مخرب‌ترین گازهای گلخانه‌ای هست، میزان انرژی مصرفی، دمای اتاق سرور و هزینه‌های ایجاد شده در دو طرح با هم مقایسه شده‌اند. نتایج بدست ‌آمده از شبیه‌سازی نشان داد که در شرایط کاملاً یکسان با توزیع مناسب هوا در مراکز داده می‌توان دمای هوای اتاق را به‌منظور افزایش خنک‌کنندگی اتاق و تجهیزات، مصرف انرژی، هزینه انرژی و همچنین تولید گازهای گلخانه‌ای و هزینه‌های ناشی از تولید این گازها کاهش داد. با بکارگیری طرح توزیع هوا از کف به‌طور میانگین 5/4 درجه سلسیوس کاهش دما، 5/91 کیلووات ساعت کاهش انرژی، 5/55 کیلوگرم کاهش انتشار کربن‌دی‌اکسید و درنتیجه 78/90 دلار کاهش هزینه به نسبت طرح توزیع هوا از سقف در سال وجود دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  • Depoorter, V., Oró, E. and Salom, J. The location as an energy efficiency and renewable energy supply measure for data centres in Europe. Applied Energy, Vol. 140, pp. 338-349, 2015.
  • Sevencan, S., Lindbergh, G., Lagergren, C. and Alvfors, P. Economic feasibility study of a fuel cell-based combined cooling, heating and power system for a data centre. Energy and Buildings, Vol. 111, pp.218-223, 2016.
  • Fainman, Y. and Porter, G. Directing data center traffic. Science, Vol.342, No.6155, pp.202-203, 2013.
  • دامن کشیده م. و نظری م. و رضایی ا. س.، بررسی عوامل مؤثر بر انتشار CO2 در ایران (مطالعه موردی نیروگاه‌ها). فصلنامه علوم اقتصاد، د. 4، ش. 12، ص 63-79، 1389.
  • Anderson, K. and Peters, G. The trouble with negative emissions. Science, Vol. 354, No.3609, pp.182-183, 2016.
  • Rong, H., Zhang, H., Xiao, S., Li, C. and Hu, C. Optimizing energy consumption for data centers.Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 58, pp.674-691, 2016.
  • Siriwardana, J., Jayasekara, S. and Halgamuge, S.K. Potential of air-side economizers for data center cooling: A case study for key Australian cities. Applied Energy, Vol. 104, pp.207-219, 2013.
  • Depoorter, V., Oró, E. and Salom, J. The location as an energy efficiency and renewable energy supply measure for data centres in Europe. Applied Energy, Vol. 140, pp.338-349, 2015.
  • Gong, X., Zhang, Z., Gan, S., Niu, B., Yang, L., Xu, H. and Gao, M. A review on evaluation metrics of thermal performance in data centers. Building and Environment, Vol. 177, p.106907, 2020.
  • Zhang, H., Shao, S., Xu, H., Zou, H. and Tian, C. Free cooling of data centers: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol.35, pp.171-182, 2014.
  • Capozzoli, A. and Primiceri, G. Cooling systems in data centers: state of art and emerging technologies. Energy Procedia, Vol. 83, pp.484-493, 2015.
  • Deymi-Dashtebayaz, M. and Namanlo, S.V. Potentiometric and economic analysis of using air and water-side economizers for data center cooling based on various weather conditions. International Journal of Refrigeration, Vol. 99, pp.213-225, 2019.
  • Zhang, H., Shao, S., Xu, H., Zou, H. and Tian, C. Integrated system of mechanical refrigeration and thermosyphon for free cooling of data centers. Applied Thermal Engineering, Vol. 75, pp.185-192, 2015.
  • Wang, J., Zhang, Q., Yoon, S. and Yu, Y. Reliability and availability analysis of a hybrid cooling system with water-side economizer in data center. Building and Environment, Vol. 148, pp.405-416, 2019.
  • Oro, E., Codina, M. and Salom, J. Energy model optimization for thermal energy storage system integration in data centres. Journal of Energy Storage, Vol. 8, pp.129-141, 2016.
  • Gao, R., Wang, C., Li, A., Yu, S. and Deng, B. A novel targeted personalized ventilation system based on the shooting concept. Building and Environment, Vol. 135, pp.269-279, 2018.
  • Lin, Z., Chow, T.T., Tsang, C.F., Fong, K.F. and Chan, L.S. CFD study on effect of the air supply location on the performance of the displacement ventilation system. Building and environment, Vol. 40, No.8, pp.1051-1067, 2005.
  • Yuan, X., Xu, X., Wang, Y., Liu, J., Kosonen, R. and Cai, H. Design and validation of an airflow management system in data center with tilted server placement. Applied Thermal Engineering, Vol. 164, p.114444, 2020.
  • Yuan, X., Wang, Y., Liu, J., Xu, X. and Yuan, X. Experimental and numerical study of airflow distribution optimisation in high-density data centre with flexible baffles. Building and Environment, Vol. 140, pp.128-139, 2018.
  • Chu, W.X. and Wang, C.C. A review on airflow management in data centers. Applied Energy, Vol. 240, pp.84-119, 2019.
  • Lu, H., Zhang, Z. and Yang, L. A review on airflow distribution and management in data center. Energy and Buildings, Vol. 179, pp.264-277, 2018.
  • Wan, J., Gui, X., Kasahara, S., Zhang, Y. and Zhang, R. Air flow measurement and management for improving cooling and energy efficiency in raised-floor data centers: A survey. IEEE Access, Vol. 6, pp.48867-48901, 2018.
  • Cho, J., Yang, J. and Park, W. Evaluation of air distribution system's airflow performance for cooling energy savings in high-density data centers. Energy and buildings, Vol. 68, pp.270-279, 2014.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار