数据中心冷热电三联供系统的运行模式分析及优化.docx

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数据中心冷热电三联供系统的运行模式分析及优化

作者：

都治强任华华

来源：

《中国住宅设施》2014年第02期

摘要：

本文介绍了冷热电三联供系统在数据中心项目的适宜性，并以具体的项目为例，对数据中心冷热电三联供系统的几种运行模式作出比较、分析与优化。

关键词：

冷热电三联供系统，数据中心，燃气内燃发电机，吸收式制冷，运行模式

1引言

数据中心全年7X24小时不间断运行，全年冷负荷、电负荷相对稳定，负荷波动范围统计约为0.80～1。

三联供系统可同时产电、产冷（或者产热），冷、电比约1.1，系统配置适合数据中心项目。

三联供系统通过燃气发电机冷、热、电联供，将一次能源——天然气的化学能生成烟气的热能，按品质分别转化为二次能源——电能和热能，进而实现对一次能源（天然气）的合理的梯级利用，利用高品位的热能发电，利用低品位的热能采暖和制冷，大大提高了一次能源的利用率。

因此，从负荷及节能角度，三联供系统适合于数据中心项目。

2数据中心项目冷热电三联供系统配置及可选方案、运行模式

2.1数据中心的负荷情况

本文以具体的项目为例，对数据中心冷热电三联供系统的运行模式作出分析。

该数据中心项目可靠性级别为A级，IT负荷总计为15164kW，一期IT负荷为7660kW；建设地点在北

京。

2.2冷热电三联供系统的可选方案及可选运行模式

2.2.1可选方案

根据项目的冷、电负荷，系统配置考虑两种方案：

方案一：

热力制冷系统配置850RT的烟气热水型溴化锂吸收式冷水机组（100%补燃）8+2台，电制冷系统配置1250RT的离心式冷水机组6+2台，两套系统均采用一、二次泵系统。

电

制冷系统配置水侧串联节能器，充分利用冬季及部分过渡季的自然冷量。

冷冻水的供水温度为12℃，回水温度为18℃；冷却水侧采用冷却塔与冷水机组一对一配置。

燃气内燃发电机配置双路天然气气源。

方案二：

热力制冷系统配置850RT的烟气热水型溴化锂吸收式冷水机组（100%补燃）

8+2台，不设置电制冷，系统采用一、二次泵系统。

冷冻水的供水温度为12℃，回水温度为

18℃；冷却水侧采用冷却塔与冷水机组一对一配置。

燃气内燃发电机配置双路天然气气源。

2.2.2系统流程

方案一系统流程如下图：

方案二系统流程如下图：

2.2.3可选运行模式

运行模式一（方案一）：

运行模式二（方案一）：

运行模式三（方案一）：

运行模式四（方案二）：

全年运行三联供，冬季天然气补燃供热4000kW。

注：

冬季发电机余热是否完全利用，对三联供系统的经济性有影响，本文以余热部分利用4000kW为计算依据。

3冷热电三联供系统运行模式的分析与比较

根据北京地区典型气象年的气象参数，逐时计算空调负荷，统计自然冷却全年累计小时数，并根据北京市能源政策和能源价格对每一种运行模式作出技术经济分析如下：

冷热电三联供系统的技术经济分析分析依据为：

以一期站房投资和机电投资作计算

天然气价格（含税）2.28元/立米

市政自来水价（含税）6.21元/吨

计量热价0.20元/kWh（55.56元/GJ）项目建设地电价如下：

（1）冷热电三联供系统成本支出计算

经逐时计算分析，得到系统运行模式一的成本如表1。

（2）冷热电三联供系统的收益分析

对于业主而言，冷热电三联供系统在建成投产以后主要有三方面的经济收益：

即供电收益、供冷收益、供热收益，具体数据见表2。

（3）冷热电三联供系统的综合经济分析系统综合经济分析见表3。

从以上计算分析可知，采用运行模式一，冷热电三联供系统设备及土建投资，可在6.32年左右回收，在四种运行模式中回收年限最短，是最优的运行模式。

4结语

以上计算与分析表明，数据中心项目采用冷热电三联供系统，不但可以解决数据中心所有的能源和动力需求，而且能大大提高一次能源的利用率，但是系统如何经济运行，须根据具体项目负荷、项目建设地的气象条件、能源政策、能源价格等因素进行详细的技术经济分析后确定。

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