चिलर का केस विश्लेषण

डेटा सेंटर के एयर कंडीशनिंग सिस्टम का एक महत्वपूर्ण हिस्सा, रेफ्रिजरेशन होस्ट को चिलर कहा जाता है। इसमें आमतौर पर पानी का उपयोग रेफ्रिजरेंट के रूप में किया जाता है। कंडेंसर को सामान्य तापमान वाले पानी के ऊष्मा विनिमय और शीतलन द्वारा ठंडा किया जाता है, इसलिए इसे वाटर-कूल्ड यूनिट भी कहा जाता है। डेटा सेंटर में शीतलन क्षमता की काफी आवश्यकता होती है, और सेंट्रीफ्यूगल यूनिट का चयन करके बेहतर ऊर्जा दक्षता प्राप्त की जा सकती है। इस लेख में चिलर का तात्पर्य विशेष रूप से सेंट्रीफ्यूगल यूनिट से है।

सेंट्रीफ्यूगल रेफ्रिजरेशन कंप्रेसर एक रोटरी स्पीड कंप्रेसर है। सक्शन पाइप के माध्यम से संपीड़ित की जाने वाली गैस को इम्पेलर इनलेट में प्रवेश कराया जाता है। इम्पेलर ब्लेड की क्रिया से गैस इम्पेलर के साथ उच्च गति से घूमती है। गैस पर कार्य करने से उसकी गति बढ़ जाती है, और फिर वह इम्पेलर के आउटलेट से बाहर निकलकर डिफ्यूज़र चैम्बर में प्रवेश करती है। इम्पेलर से बाहर निकलने वाली गैस की प्रवाह गति अधिक होती है, इसलिए इस गति को दाब ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए, धीरे-धीरे विस्तारित प्रवाह खंड वाला एक डिफ्यूज़र लगाया जाता है, जो ऊर्जा को परिवर्तित करके गैस का दाब बढ़ाता है। डिफ्यूज़्ड गैस को वॉल्यूट में एकत्रित करने के बाद, यह संघनन के लिए इकाई के कंडेंसर में प्रवेश करती है। उपरोक्त प्रक्रिया सेंट्रीफ्यूज के संपीड़न सिद्धांत पर आधारित है, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है। इसके अलावा, संघनन और ठंडक को दूर करने के लिए, एयर कंडीशनिंग सिस्टम में एक कूलिंग वॉटर सिस्टम और एक चिल्ड वॉटर सिस्टम शामिल होता है।

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अपकेंद्री इकाई संरचना

अपकेंद्री इकाई की संरचना निम्न प्रकार की है: इसमें अपकेंद्री कंप्रेसर, इवेपोरेटर, कंडेंसर, थ्रॉटलिंग ओरिफिस, तेल आपूर्ति उपकरण, नियंत्रण कैबिनेट आदि शामिल हैं, जैसा कि चित्र 2 और चित्र 3 में दिखाया गया है। कंप्रेसर मुख्य रूप से एक सक्शन चैंबर, एक इम्पेलर, एक डिफ्यूज़र, एक बेंड और एक रिफ्लक्स उपकरण और एक वोल्यूट से बना होता है।

अपकेंद्री इकाई की विशेषताएं
बड़े सेंट्रीफ्यूज यूनिट की विशेषताएं निम्नलिखित हैं:
1. उच्च शीतलन क्षमता। चूंकि सेंट्रीफ्यूगल कंप्रेसर की सक्शन क्षमता बहुत कम नहीं हो सकती, इसलिए इसकी एकल इकाई शीतलन क्षमता अपेक्षाकृत अधिक होती है। कॉम्पैक्ट संरचना, हल्का वजन और छोटा आकार होने के कारण यह कम जगह घेरता है। समान शीतलन क्षमता के तहत, सेंट्रीफ्यूगल कंप्रेसर का वजन पिस्टन कंप्रेसर के वजन का केवल 1/5 से 1/8 होता है, और शीतलन क्षमता जितनी अधिक होगी, यह अंतर उतना ही स्पष्ट होगा।
2. कम घिसाव वाले पुर्जे और उच्च विश्वसनीयता। सेंट्रीफ्यूगल कंप्रेसर संचालन के दौरान लगभग न के बराबर घिसते हैं, इसलिए वे टिकाऊ होते हैं और उनकी रखरखाव और परिचालन लागत कम होती है।
3. अपकेंद्री कंप्रेसर में संपीड़न भाग घूर्णी गति है, और त्रिज्या बल संतुलित है, इसलिए संचालन स्थिर है, कंपन कम है, और किसी विशेष कंपन कमी उपकरण की आवश्यकता नहीं है।
4. शीतलन क्षमता को किफायती तरीके से समायोजित किया जा सकता है। सेंट्रीफ्यूगल कंप्रेसर गाइड वेन एडजस्टमेंट जैसी विधियों का उपयोग करके ऊर्जा को एक निश्चित सीमा के भीतर समायोजित कर सकते हैं।
5. बहु-स्तरीय संपीड़न और थ्रॉटलिंग को लागू करना आसान है, और यह कई वाष्पीकरण तापमानों के साथ एक ही रेफ्रिजरेटर के संचालन और परिचालन को साकार कर सकता है।

चिलर की सामान्य खराबी

कोल्ड मशीन के निर्माण और चालू करने के दौरान कुछ समस्याएं आ सकती हैं, और संचालन के दौरान भी खराबी आ सकती है। इन समस्याओं और खराबी का समाधान डेटा सेंटर के संचालन और रखरखाव की सुरक्षा से संबंधित है। कोल्ड मशीन के निर्माण और संचालन के दौरान घटी कुछ घटनाएं निम्नलिखित हैं। संबंधित प्रक्रियाओं और अनुभवों को केवल संदर्भ के लिए रखा गया है।

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लोड डिबगिंग नहीं

【समस्या का स्वरूप】
एक डेटा सेंटर को चिलर को डीबग करने और उसका टेस्ट रन करने की आवश्यकता है, लेकिन टर्मिनल एयर कंडीशनिंग उपकरण की स्थापना पूरी नहीं हुई है, और साइट पर आवश्यक डमी लोड की भी कमी है, इसलिए कमीशनिंग का काम नहीं किया जा सकता है।
【समस्या विश्लेषण】
डेटा सेंटर में सेंट्रीफ्यूज यूनिट की स्थापना पूरी होने के बाद, कंप्यूटर रूम में टर्मिनल उपकरण स्थापित नहीं किए गए हैं, टर्मिनल पर फ्रीजिंग वॉटर चैनल अवरुद्ध है, और चिलर की डिबगिंग नहीं हो पा रही है। लोड इतना कम है कि चिलर की न्यूनतम लोड सीमा तक नहीं पहुंच पा रहा है, इसलिए डिबगिंग का काम नहीं हो पा रहा है। दूसरी ओर, डिबगिंग न होने के कारण, मुख्य कंप्यूटर रूम में सर्वर उपकरण चालू नहीं हो पा रहे हैं और आपस में एक अंतहीन लूप बना रहे हैं; इसके अलावा, डिबगिंग प्रक्रिया के दौरान आवश्यक डमी लोड पावर बहुत अधिक है, और संचालन प्रक्रिया में बहुत अधिक बिजली की खपत होगी; उपरोक्त कारक चिलर की डिबगिंग में समस्या पैदा करते हैं।
【समस्या हल हो गई】
डिबगिंग के लिए नो-लोड डिबगिंग विधि का उपयोग करें। इस प्रक्रिया में प्लेट एक्सचेंज की ऊष्मा विनिमय क्षमता का पूर्ण उपयोग किया जाता है। रेफ्रिजरेटर के इवेपोरेटर द्वारा उत्पन्न ठंड को प्लेट एक्सचेंज के माध्यम से कंडेंसर तक पहुंचाया जाता है, और कंडेंसर द्वारा उत्सर्जित ऊष्मा को प्लेट एक्सचेंज के माध्यम से वापस इवेपोरेटर तक पहुंचाया जाता है। इससे रेफ्रिजरेटर की शीतलन क्षमता और ऊष्मा भार के बीच पूर्ण सामंजस्य स्थापित होता है, और कूलिंग टॉवर केवल कंप्रेसर की शाफ्ट पावर का उपयोग करता है। इस विधि का उपयोग करके, विभिन्न भारों के तहत व्यापक प्रदर्शन परीक्षण आसानी से किया जा सकता है। कोल्ड प्लेट रिप्लेसमेंट और डिबगिंग के लिए जल परिपथ परिसंचरण को चित्र 4 में दर्शाया गया है।

सिस्टम डिबगिंग के चरण मूल रूप से इस प्रकार हैं:
1. सब-कलेक्टर में बाईपास वाल्व खोलें, और सुनिश्चित करें कि टर्मिनल एयर कंडीशनर स्थापित न होने पर जलमार्ग अवरुद्ध न हो ताकि परिसंचरण हो सके;

2. चिलर और प्लेट एक्सचेंज वाल्व को चिल्ड वाटर साइड पर पूरी तरह से खोलें ताकि चिलर और प्लेट एक्सचेंज में पानी का प्रवाह सुचारू हो और चिलर द्वारा खींचा गया ठंडा पानी और प्लेट एक्सचेंज द्वारा लौटाई गई गर्मी सुचारू रूप से मिश्रित हो सके; चिल्ड वाटर पंप को सामान्य रूप से चालू करें और आवृत्ति को मैन्युअल रूप से 45 हर्ट्ज़ या उससे अधिक पर समायोजित करें, और सुनिश्चित करें कि पानी का परिसंचरण सामान्य है।

3. चिलर के कूलिंग वॉटर वाल्व को पूरी तरह खोलें, पैनल रिप्लेसमेंट के कूलिंग वॉटर साइड के वाल्व को आंशिक रूप से खोलें और सामान्य जल परिसंचरण सुनिश्चित करने के लिए कूलिंग वॉटर पंप चालू करें। पंप की आवृत्ति को 41-45 हर्ट्ज़ पर सेट करें; पहले कूलिंग टॉवर फैन चालू न करें;

4. ठंडे पानी और शीतलन जल की सामान्य परिस्थितियों में, चिलर को चालू करें और स्टैंड-अलोन परीक्षण संचालन करें;

5. चिलर के शीतलन जल का तापमान बढ़ने लगता है, और ठंडा पानी ठंडा होने लगता है;

6. प्लेट एक्सचेंज के शीतलन जल वाल्व के खुलने के अनुसार प्लेट एक्सचेंज की ऊष्मा स्थानांतरण क्षमता को समायोजित करें, और वाल्व के खुलने को 1/4 और पूरी तरह से खुले के बीच समायोजित करें;

7. शीतलन जल के तापमान के अनुसार शीतलन टॉवर के पंखे को आंशिक रूप से चालू करें, जिससे कंप्रेसर की शाफ्ट शक्ति कम हो सके।

【अनुभव】
ऊर्जा दक्षता बढ़ाने और प्राकृतिक शीतलन को ध्यान में रखते हुए, डेटा केंद्रों को आमतौर पर कूलिंग टॉवर + प्लेट रिप्लेसमेंट कूलिंग तकनीक के साथ डिज़ाइन किया जाता है। चालू करने के दौरान, प्लेट एक्सचेंज की ऊष्मा विनिमय क्षमता का उपयोग चिलर के कंडेंसर से पर्याप्त ऊष्मा प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है, जो चिलर के चालू करने के लिए आवश्यक ऊष्मा भार के रूप में कार्य करता है, अर्थात्, चिलर द्वारा उत्पन्न ठंडक को प्लेट एक्सचेंज द्वारा दूर किया जाता है।
नो-लोड डिबगिंग का सिद्धांत प्लेट एक्सचेंज की ऊष्मा विनिमय क्षमता का पूर्ण उपयोग करना है, रेफ्रिजरेटर के इवेपोरेटर द्वारा उत्पन्न ठंड को प्लेट एक्सचेंज के माध्यम से रेफ्रिजरेटर के कंडेंसर साइड में स्थानांतरित करना है, और रेफ्रिजरेटर के कंडेंसर द्वारा उत्सर्जित गर्मी को प्लेट एक्सचेंज साइड के माध्यम से वापस इवेपोरेटर में स्थानांतरित करना है, ताकि रेफ्रिजरेटर की शीतलन क्षमता और ऊष्मा भार का मिलान प्राप्त किया जा सके। यह विधि संचालन में सरल और कार्यान्वयन में आसान है।