R5-03 · 算力中心与液冷 / CDU 与二次侧回路
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一课题可并存多讲师版本
课程大纲
学完能做什么
- 定义逼近温度，说清它在温度链里的位置与作用
- 用换热器的传热单元数与效能关系解释逼近温度由什么决定
- 说明减小逼近温度的代价，并在换热面积与运行电费之间做一次权衡
- 把逼近温度的选择与自然冷却时数联系起来，给出量化的判断
内容大纲
- 温度链上的一环
- 从冷源到芯片是一条温度链：冷源出水、设施水、二次侧供液、冷板进口、结温
- 每一环都有一个温差，逼近温度是分配单元这一环的温差
- 设备对二次侧供液温度的要求是给定的，所以逼近温度直接决定设施水温的上限
- 设施水温上限又决定了冷源能不能靠自然冷却，这就是它的经济性意义
- 它由什么决定
- 换热器的效能越高，两侧出口越接近，逼近温度越小
- 效能由传热单元数决定，而传热单元数正比于换热面积与传热系数、反比于流量与比热
- 所以减小逼近温度的直接手段是加大换热面积或提高传热系数
- 两者都增加设备成本与体积，这就是代价
- 权衡：面积换电费
- 逼近温度减小一度，设施水温上限就抬高一度，自然冷却时数随之增加
- 增加的自然冷却时数可折算成压缩机不开的电费节省
- 换热面积增加则是一次性投资，两者可以放在同一个周期里比较
- 行业里已有把逼近温度做到很小的产品，说明这个权衡的最优点比很多人想的更偏向大面积
- 部分负荷不要忘
- 逼近温度通常按满负荷标定，而机房大部分时间在部分负荷下运行
- 部分负荷时流量与温差都变，逼近温度会偏离标定值
- 做能效评估时应当用负载分布加权，而不是只用满负荷点
- 只按满负荷选型会高估或低估全年收益，方向取决于设备的部分负荷特性
关键公式
逼近温度 = T_二次侧供液 − T_一次侧进水
定义式；它是分配单元这一环的温差
ε = f(NTU, C_r)
换热器效能由传热单元数与热容流量比决定，效能越高逼近温度越小
关键概念
逼近温度温度链换热器效能传热单元数部分负荷加权面积换电费
推荐工具与标准
换热器选型软件或效能关系表 当地气象数据（用于自然冷却时数） Excel 或 Python（逼近温度与电费的权衡表）
数据中心能效相关标准（能效指标口径的来源；该体系正在修订，引用前须核现行状态） 分配单元相关开放规范（性能与测试方法的来源；按现行发布确认） 以上文件的编号、现行版本与条款内容一律按现行有效版逐条核对；本大纲未填入任何条款级判定表与限值
工程案例
（教学构造案例，不对应任何真实项目）给定：两个分配单元方案，一个逼近温度较大但价格低，另一个逼近温度小但价格高，团队按初投资选了前者。判据：把逼近温度差换算成设施水温上限差，再用当地气象数据估两者的自然冷却时数差，最后折算成年度电费差。结论：电费差在数年内就超过了初投资差。做错的代价：整个运行期都在多付电费，而更换分配单元意味着二次侧全部重接。根子在于只比了初投资，没把逼近温度当成一个会持续产生费用差的参数。
动手做
交付物 · 对两个分配单元方案：① 各自算出在设备要求下允许的设施水温上限；② 用当地气象数据估两者的自然冷却时数；③ 把时数差折算成年度电费差，并与初投资差比较，给出回收期；④ 用负载分布加权重算一遍，说明部分负荷特性如何改变结论。
常见误区
- 只比初投资：逼近温度是会持续产生费用差的参数，必须放进全周期比较
- 只按满负荷评估：机房大部分时间在部分负荷，逼近温度会偏离标定值
- 把逼近温度当成设备的固有属性：它随流量与负载变化，选型时要看整条曲线
- 忽略温度链上的其他环节：逼近温度做小了，若冷板那一环热阻大，收益同样拿不到
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