• 艾思爾

    首 頁 > 解決方案 > 數據中心制冷

    集中冷源解決方案

    集中冷源系統主要由制冷設備和管路組成,由于傳統的集中冷源式空調系統中可能存在單點故障,而發生單點故障必然會導致空調系統無法制冷;傳統建筑可以容忍短暫的搶修時間,但對于發熱量特別大的數據中心機房,空調系統即便僅停止工作幾分鐘,就會造成IT設備的高溫和宕機,所以冷凍水系統存在的單點故障隱患對數據中心威脅巨大,必須盡量消除。水管路、閥門、冷水機組、冷凍水型末端均需考慮冗余設計。由于系統擴容相對復雜,設計之初就要考慮好管路設計和接口預留。

    集中冷源式空調系統架構還需要根據數據中心的用途和設計級別來進行相應調整,目前主要參考國內(GB50174)和國際(TIA-942)的相應標準進行,具體參見表1。

    圖片關鍵詞

    集中冷源式空調系統架構的常見形式參見圖1。

    圖片關鍵詞

    制冷設備

    集中冷源系統中的制冷設備種類較多,最重要的幾種包括制冷機、水泵、冷卻塔、水處理設備、蓄冷設備等。

    1、制冷機

    數據中心制冷機的選擇,應按各類制冷機的特性,結合當地的室外氣象條件、水源(包括水量、水溫及水質)、電源和熱源(包括熱源性質、品位高低)等情況,結合數據中心全年供冷的特點,從初投資和運行費用進行綜合技術經濟比較來選擇可靠、高效、節能、合理的制冷機。

    (1)適合數據中心的制冷機種類

    電驅動的制冷機按壓縮機形式分:離心式、螺桿式、活塞式;這三種形式制冷機的能效由高到低的順序是:離心式機組、螺桿式機組、活塞式機組。各類機組各有其特點,應用其所長。

    按冷凝器冷凝方式分:風冷機組和水冷機組。

    ●風冷機組

    風冷機組通過風冷冷凝器與外界空氣換熱,利用風(空氣)換熱帶走熱量,產生冷水。風冷機組的優勢:節約水資源,環保;安裝在室外,如屋頂,無需建造專用機房,不占有效建筑面積;省去了冷卻水系統:冷卻塔、冷卻水泵、管網及其水處理設備,節省了這部分初投資和運營費用。

    ●水冷機組  

    水冷機組通過水冷冷凝器與冷卻塔提供的冷卻水換熱,利用冷卻水帶走熱量,來產生冷水。水冷機組優勢:應用范圍廣,技術成熟,造價低;夏季制冷能效高,節能;噪音源低于風冷機組。

    數據中心風冷機組或水冷機組兩種形式均有選用,冬季寒冷地區多選用帶自然冷卻的風冷機組,長江流域或以南地區多選用水冷機組。根據數據中心有無生活熱水需求,還可以選用是否帶熱回收裝置的風冷機組或水冷機組。

    數據中心選用離心式或螺桿式兩種類型機組,數據中心經常根據自身需要同時配備離心式與螺桿式兩種類型的冷水機組。

    (2)制冷機選型

    數據中心選擇制冷機時,要考慮數據中心全年空調冷負荷的分布規律,結合制冷機在滿載運行和部分負載運行時的COP值,合理地選擇機型、臺數和調節方式,提高制冷系統在部分負荷下的運行效率,以降低全年總能耗。

    數據中心的冷水機組一般以選用2臺以上機組,以滿足N+1~2N的冗余方式。冷水機組之間要考慮其互為備用和輪換使用的可能性。冷水機組采用冗余配置,具備不間斷供冷,保證系統安全穩定運行。同一站房內可采用不同類型、不同容量的機組搭配的組合式方案,以節約能耗。并聯運行的機組中至少應選擇一臺或幾臺自動化程度較高,調節性能較好,能保證部分負荷下能高效運行的機組。

    選擇制冷機時應考慮其對環境的污染,一是噪音和振動,要滿足周圍環境的要求;二是制冷劑對大氣臭氧層的危害程度和產生溫室效應的大小,要采用ODP(消耗臭氧潛能值)和GWP(全球變暖潛能值)較小的環保制冷劑。

    2、水泵

    (1)冷凍水泵

    流量:(1.05~1.1)倍機組額定流量。

    揚程:閉式循環,僅克服系統的阻力損失,考慮10%的富裕量。

    數據中心冷凍水泵的循環系統按照從冷機到末端采用一次供水,或是二次供水分為單式泵循環和復式泵循環系統。

    ●單式泵環路系統

    如圖2所示,數據中心集中冷源空調系統的單式泵環路系統多采用冷水機組與一次泵一一對應配置方式。一次泵環路系統存在以下3類形式:

    ——用戶側定流量(用戶側采用三通閥變冷水溫差調節),冷水機組側也為定流量,一次泵為工頻泵。

    ——用戶側變流量(用戶側采用二通閥變冷水流量調節),冷水機組側為定流量,一次泵為工頻泵。為了恒定供回水管的水力工況,保持機組側冷水流量的穩定,在分水器與集水器之間裝設旁通管和壓力控制的調節閥。當用戶側流量減少,供回水壓差變大,旁通閥開度增大,反之減少。

    ——用戶側變流量,冷水機組側也為變流量,一次泵為變頻泵;一次泵變流量系統選擇可變流量的冷水機組,即蒸發器側流量隨用戶側流量變化而改變,從而最大限度的降低水泵能耗。

    系統特點:系統設計簡單,初投資少,適用于系統較小或各環路負荷特征或壓力損失相差不大的中小型數據中心。

    圖片關鍵詞

    ●復式泵環路系統
    如圖3所示,數據中心集中冷源空調系統的冷水機組與一次泵一一對應配置,二次泵大多采用多臺泵并聯的方式。
    圖片關鍵詞
    復式泵環路系統的一次回路包含:機組、一次泵、供回水管路、旁路管;二次回路包含:用戶側末端裝置、二次泵、供回水管路、旁通管。
    復式泵環路系統存在以下兩類形式:
    ——用戶側定流量(用戶側采用三通閥變冷水溫差調節),冷水機組側也為定流量,一次泵和二次泵均為工頻泵
    ——用戶側變流量(用戶側采用二通閥變冷水流量調節),冷水機組側為定流量,一次泵為工頻泵,二次泵為變頻泵。
    系統特點:節省運行費用,初投資大,自控要求高,占地面積大,適用于規模較大的空調系統或各用戶側阻力相差甚大的場合,適用于大型數據中心。
    (2)冷卻水泵
    ●流量:(1.05~1.1)倍機組額定流量。
    ●揚程:H=H1+H2+P1+P2+P3。
    ●H:水泵計算揚程(m)。
    ●H1:允許吸上高度(m)。
    ●H2:冷卻塔噴水壓力,一般為5m。
    ●P1:機組內的阻力損失。
    ●P2、P3:管路系統的沿程和局部阻力損失。
    (3)水泵并聯
    一臺泵單獨工作時的流量,大于并聯工作時每臺泵的流量。兩臺泵并聯工作時,其流量不能比單臺泵工作時成倍增加。這在多臺泵并聯時就更明顯。圖4為5臺同型號水泵并聯的工作特性曲線,對比數據參見表2。
    圖片關鍵詞
    圖片關鍵詞
    由以上的分析不難得出:在總流量一定的情況下,并聯的水泵數量越多,流量損失越大,所以建議盡量選擇單臺大流量的水泵替代多臺并聯的小流量水泵,這樣效率更高,初投資更儉省。
    3、水處理
    在空調水系統中,由于腐蝕物、微生物、Ca+、Mg+等物質的存在,在運行一段時間后,會在機組蒸發器、冷凝器、末端空調設備的表冷器及管道內壁形成污垢和腐蝕。隨著污垢的增大,水流阻力增大,機組效率下降,壽命縮短。因此,必須對數據中心空調的水系統進行處理。
    空調水系統的水處理方法可采用化學處理,軟化水裝置及電子水處理儀等。
    另外,水過濾也是必須重視的問題。在空調系統實施完成后,管道中通常會存在許多雜物,如焊渣、生料帶、砂石等;安裝水過濾器的目的是去除管道中的這些雜物,保證空調系統的正常運行。水過濾器通常設置在水泵、制冷機組、空調器等進水管上。
    4、冷卻塔系統
    (1)數據中心集中冷源空調系統通常采用開式循環冷卻水系統,具體參見圖5。
    圖片關鍵詞
    開式循環冷卻水系統注意事項:
    ●每臺冷卻塔應布置在同一水平高度上。
    ●每臺塔的集水盤上都應裝平衡管,防止水盤的水位產生高低落差。
    ●由于空氣中的污染物質如塵土、雜物、細菌、可溶性氣體等易進入水中,使微生物大量繁殖,形成生物淤泥、藻類等,因此每臺塔的出水管上應設置過濾器,最低點應設置排污口。
    ●冷卻塔的集水盤必須有足夠的容積,存水量約取循環量的1%~3%。
    (2)冷卻塔的分類
    ●按形狀分:方形、圓形。
    ●按通風形式分:逆流式、橫流式。
    ●按處理溫差分:普通型△T=5℃、中溫型△T=8℃、高溫型△T>8℃。
    數據中心多選用普通型橫流式方形冷卻塔。
    (3)冷卻塔的選用
    ●循環水量的計算:
     
    :冷卻水量(m3/h)。
    :機組所需的冷卻水額定循環量(m3/h)。
    ●冷卻水進出口溫度:數據中心選普通型冷卻塔或由制造廠家進行具體的選型。
    ●環境濕球溫度:參照規范及實際情況,如:市區比郊區高1 ~ 2℃;當濕球溫度從28℃提高到29℃,冷卻塔冷卻能力下降16% ~ 19%,這樣選型時應適當加大型號。
    ●必須滿足環境允許噪音標準。
    ●其他還應考慮冷卻塔的漂水率、比電耗、使用壽命、材料等參數。
    (4)冷卻塔的性能
    ●進出水溫度。
    ●冷幅:冷卻水出水溫度與進風濕球溫度之差;冷幅越小,塔熱工性能越好。
    ●冷效:進出水溫差與冷幅之比;冷效越大,塔熱工性能越好。
    ●噪音:分為普通型、低噪音型、極低噪音型。
    ●比電耗:塔將1 水處理到要求的溫度風機耗電量;國家規定:普通型冷卻塔在標準狀態下(進出水32/37℃、環境濕球溫度28℃)的比電耗應小于0.04。
    ●耗水量:水量的消耗有3部分:蒸發水量(約占循環量的0.97%)、漂水量(占循環量的0.1 ~ 0.2%,帶有擋板的小于0.01%)以及為降低電解質的排污量(約占循環量的0.3%)。以上3部分?。?.3% ~ 2%。
    ●氣水比:指單位時間內,冷卻塔流通空氣的質量和流通冷卻水質量的比值;太小,蒸發不好;太大,風機噪音增大。
    (5)冷卻塔的主要結構
    ●填料(散熱片):基本熱交換媒介,大大增加了水和空氣的接觸面積。
    ●集水器:將氣流中的水滴隔出,引導氣流到適當的流向,減少風機馬力,降低冷卻塔的總阻力。
    ●布水系統:布水系統把循環水均勻地分布到填料上。
    ●百葉窗:將飛濺的水滴阻擋在冷卻塔內,及輔助導入空氣。
    ●冷卻塔的圍護結構。
    5、蓄冷系統
    空調系統的動力來源均為電力,雖然主要系統、部件都設置了冗余、備份,但還需要考慮為空調系統供電的電力系統發生意外停電故障時,空調系統仍然需要維持正常運行。
    在常規電力系統發生故障時,備用的柴油發電機組可以緊急啟動提供后備電力,從柴油發電機組啟動至穩定供電的過程一般需要3min。冷水機組在正常供冷過程中遇到停電故障時會進入故障保護狀態,在電力供應恢復后,離心式冷水機組的壓縮機導葉先恢復至正常開機的初始狀態,再經過冷水機組控制系統對冷水循環水泵、冷卻水循環水泵、冷卻塔等相關部件進行巡檢,并確認正常運行后,冷水機組才能正常啟動,這段恢復冷水機組系統恢復正常供冷過程一般需要1~10min不等。在數據中心的設計中為了能很好地解決這一安全隱患,在空調系統中可通過設置蓄冷設施,儲備備用冷量來解決這一問題。配置的蓄冷設施提供的持續供冷時間一般為10~15min。數據中心的蓄冷方式主要有冰蓄冷系統及水蓄冷系統兩種:通過制冰方式,以相變潛熱儲存冷量,并在需要時融冰釋放出冷量的系統稱為冰蓄冷系統;利用水的顯熱儲存冷量的系統稱為水蓄冷系統。
    數據中心的空調冷負荷主要為機房內設備的散熱負荷,在一天24h中的每個時刻都基本不會變化,屬于一個穩定負荷。這部分負荷占整個數據中心空調冷負荷的比例可達到90%以上。根據數據中心這一負荷結構情況的特點,水蓄冷系統更能適合數據中心冷量備份的需求。水蓄冷系統采用閉式蓄冷罐,可與原空調系統“無縫”連接,無需再額外配置蓄冷冷源或對原系統用冷水機組進行調整;水蓄冷系統的冷水溫度與原系統的空調冷水溫度相近,可考慮直接使用,不需設額外的設備對冷水溫度進行調整;水蓄冷系統控制簡單,運行安全可靠,在出現緊急狀況可及時投入使用。
    蓄冷罐的容積可按系統需要的蓄冷量進行計算,同時,考慮到蓄冷罐與整個水系統為串聯連接,系統管路也可視為蓄冷罐的一部分,管路中的冷水保有量也可作為一部分的蓄冷水量。
    系統需要的蓄冷水量為:
    蓄冷水量:V=Q/(η×ρ×△tz×Cp)。
    其中,V為蓄冷水量(m3);Q為蓄冷量(kcal);η為蓄冷裝置的容積效率,一般取0.96~0.99;ρ為蓄冷水密度,取1000kg /m3;△tz為釋冷回水溫度與蓄冷進水溫度間溫度差;Cp為水的定壓熱容量,1kcal/kg.℃。
    管道系統中的保有冷水量為:V1=∏×R2×L。
    其中,V1為管道系統保有冷水量(m3);R為管道半徑(m);L為供水總管道長度(m);蓄冷罐容積為V2=(V - V1)m3。
    水管路系統
    在集中冷源系統中連接各個制冷設備的就是水管路,就如同人體的血管一般重要,這個制冷系統是否能夠正常工作,它起到了至關重要的作用。在數據中心中,由于考慮到不間斷供冷的需要,所以集中冷源系統中的水管路必須考慮冗余設計,而目前比較常用的管路形式有兩種:環形管路系統和雙管路系統。
    1、環形管路系統
    在數據中心集中冷源系統中,冷凍水主干管首尾相接構成環路,形成環狀管路系統,具體形式參見圖6、7。
    圖片關鍵詞
    圖片關鍵詞
    這種管路形式具有良好的備份功能,當管路局部發生故障時,可經其他連接管路繼續向用戶供冷,即便系統中某臺冷水機組出現故障不能向系統供冷時,其他冷水機組也可以向該系統管網繼續供冷,由此看出環狀管路系統的可靠性極高。這種管路形式適合較為大型和復雜的集中冷源系統,它可以配置多臺冷水機組,且需要根據系統冗余能力增加分段閥門以便于檢修和增容。
    2、雙管路系統
    在數據中心集中冷源系統中,冷凍水的供回水主管道和末端空調水管路采用兩供兩回的2N形式就雙路管道形式,具體形式如圖8所示。
    圖片關鍵詞
    此種管路形式較環形管路更為簡單,設計與施工更加方便,且管路中的閥門數量較少,但可靠性不如環形管路高,從一套管路切換到另外一套管路有時間延遲,不適合較為大型和復雜的系統,比較適合中小型集中冷源系統使用。
    自然冷卻系統
    由于數據中心是耗能大戶,而空調系統在整個數據中心的能耗占比超過30%,僅次于IT設備的能耗,所以在數據中心空調系統設計中,對節能的重視程度日益高漲,而自然冷卻技術作為最核心的節能技術,根據數據中心地理位置、氣候條件、能源供給等方面的不同特點,會有不同的表現形式和架構類型,其中,最為成熟和常見的有以下3種形式:
    1、數據中心專用帶自然冷卻風冷冷水機組系統
    數據中心專用帶自然冷卻風冷冷水機組,是專門為中大型數據中心機房專門設計制造的高可靠性的集中式冷源。與數據中心配套安裝于機房內的冷凍水型機房空調一起組成了數據中心機房專用的空調冷凍水系統。
    數據中心專用帶自然冷卻風冷冷水機組的主要部件包括了螺桿式壓縮機、風冷冷凝器、冷凝風機、膨脹閥、蒸發器,還包含了自然冷卻盤管、電動三通閥等。
    數據中心專用帶自然冷卻風冷冷水機組的原理:在電腦控制系統管理下,當冷凝器的進風溫度低于回水溫度2℃時,自然冷卻便開始工作,進入部分自然冷卻模式,從數據機房出來的回水被送到自然冷卻盤管先利用室外低溫空氣進行冷卻,這是預冷卻的階段;再被送到蒸發器冷卻,減輕壓縮機的工作負荷。自然冷卻盤管與壓縮機機械制冷同時工作。隨著冷凝器的進風溫度逐漸降低,自然冷卻制冷量逐漸增加,壓縮機機械制冷量逐漸減少,當冷凝的進風溫度降到設定值時,進入全部自然冷卻模式,冷卻工作全靠自然冷卻盤管完成,壓縮機機械制冷停止運行。節能比例可達20%~80%,該系列機組應用于北京地區全年節能量約為39%,應用于沈陽地區全年節能量約為61%,應用于哈爾濱地區全年節能量約為72%。數據中心專用帶自然冷卻風冷冷水機組系列單臺機組制冷量從115~1744kW。
    數據中心專用帶自然冷卻風冷冷水機組適用于長江流域或以北的大部分地區。室外環境越低,冬季越長的地區,節能量越大。自然冷卻風冷冷水機組機械制冷原理圖參見圖9。自然冷卻風冷冷水機組自然冷卻原理圖參見圖10。
    圖片關鍵詞
    數據中心專用帶自然冷卻風冷冷水機組優勢:
    ●帶自然冷卻風冷冷水機組配置了螺桿式壓縮機,具有較高的運行可靠性。能滿足數據中心具有全年365天,每天24h連續運行的特點。
    ●帶自然冷卻風冷冷水機組綜合能效要比單元式直接蒸發式機房空調的能效要高,在同等負荷條件下,更加節能。
    ●帶自然冷卻風冷冷水機組系統對應的采用集中式空調水系統形式,故自然冷卻風冷冷水機組系統可實施更多的節能技術。
    ●帶自然冷卻風冷冷水機組系統適用于新建的中大型數據中心,節能潛力大,值得大力推廣。
    ●帶自然冷卻風冷冷水機組系統的優勢:更適合在北方低溫地區數據中心使用,與水冷冷水機組相比系統相對簡單,運維管理方便,不存在冬季冷卻水凍結等問題。
    帶自然冷卻風冷冷水機組的缺點:夏季等高溫季節能效比較低,在南方地區數據中心節能量比較小,使用受到限制。
    數據中心專用帶自然冷卻風冷冷水機組具有3種運行模式:
    ●機械制冷模式:從數據機房出來的回水直接進蒸發器冷卻。壓縮機與風冷冷凝器均運行在機械制冷模式。
    ●部分自然冷卻模式:當空氣溫度降到低于回水溫度2℃時,回水直接進入自然冷卻盤管,在進入蒸發器前先利用室外空氣進行冷卻,部分自然冷卻模式時,回水是靠自然冷卻盤管預冷卻再靠壓縮機機械制冷的蒸發器冷卻。
    ●全部自然冷卻模式:當空氣溫度降到設定值時,冷卻工作全靠自然冷卻盤管進行,壓縮機機械制冷停止工作。
    2、數據中心水冷冷水機組+開式冷卻塔+板式換熱器自然冷卻系統
    目前,中央空調形式的中大型數據中心最常用的兩種空調形式,一種是數據中心專用帶自然冷卻風冷冷水機組系統,另一種就是數據中心水冷冷水機組+開式冷卻塔+板式換熱器自然冷卻系統。水冷冷水機組+開式冷卻塔+板式換熱器自然冷卻系統在長江流域的中大型數據中心比較常見,為數據中心機房、程控交換機房、計算機房等多種高精度要求的高科技設備場所專門設計制造的高可靠性符合工藝要求的專用冷源。與水冷冷水機組+開式冷卻塔+板式換熱器自然冷卻設備配套安裝于機房內的空調設備冷凍水型機房空調一起組成了數據中心水冷冷水機組+開式冷卻塔+板式換熱器自然冷卻系統。
    數據中心水冷冷水機組+開式冷卻塔+板式換熱器自然冷卻系統既包含了螺桿式水冷冷水機組(或離心式水冷冷水機組)、冷凍水循環水泵、冷卻水循環水泵、開式冷卻塔、板式換熱器、電動三通閥門、電動兩通閥等主要設備。
    如圖11所示,數據中心水冷冷水機組+開式冷卻塔+板式換熱器自然冷卻系統的工作原理如下:
    (1)當開式冷卻塔的出水溫度低于冷凍水系統的回水溫度3℃時,進入板式換熱器自然冷卻與冷水機組聯合運行工作模式,這時V4與V5電動三通閥的A-C與A-B向均導通,部分冷卻塔出水進冷水機組的冷凝器,部分冷卻塔出水進入板式換熱器;V2電動兩通閥全開,V3電動兩通閥全關,從數據機房空調設備出來較高溫度的回水先進入板式換熱器初步降溫,再進入冷水機組蒸發器進一步降溫,達到供水溫度后被送入數據機房空調設備。板式換熱器自然冷卻與冷水機組聯合運行時,冷水機組的部分負載工作,冷水機組的一部分負載被自然冷卻系統代替。自然冷卻系統替代了冷水機組螺桿壓縮機的部分負載,從而產生節能量。
    圖片關鍵詞
    (2)環境溫度逐漸降溫,冷卻塔出水溫度進一步下降,從數據機房空調設備出來較高溫度的回水先進入板式換熱器初步降溫到冷凍水的供水溫度時,整個系統進入板式換熱器自然冷卻獨立運行工作模式。這時,冷水機組停止運行,V4與V5電動三通閥的A-C向導通,A-B向關斷,所有冷卻水均進入板式換熱器,V2電動兩通閥全關,V3電動兩通閥全開,冷凍水不再經過冷水機組的蒸發器。板式換熱器自然冷卻獨立運行時,冷水機組為全部負載被自然冷卻系統代替。自然冷卻系統替代了冷水機組螺桿壓縮機的全部負載,節能量非常顯著。
    數據中心水冷冷水機組+開式冷卻塔+板式換熱器自然冷卻系統適用于長江流域地區。室外環境越低,冬季越長的地區,節能量越大。
    數據中心水冷冷水機組+開式冷卻塔+板式換熱器自然冷卻系統優勢:
    ●與前面介紹的帶自然冷卻風冷冷水機組系統對比,數據中心水冷冷水機組在機械制冷工況時效率更高,更節能。
    ●該系統的自然冷卻功能,節省不必要的電能消耗,降低運行成本,延長機組使用壽命。
    ●該系統是適用于新建的數據中心。也適用于舊機房的節能改造,節能潛力大,值得大力推廣。
    數據中心水冷冷水機組+開式冷卻塔+板式換熱器自然冷卻系統的缺點:投資比較大,在北方地區數據中心,冬季室外環境溫度過低,存在冷卻塔凍結隱患,該系統比較適合于長江流域地區。
    數據中心水冷冷水機組+開式冷卻塔+板式換熱器自然冷卻系統具有兩種運行模式:
    ●自然冷卻系統與冷水機組聯合工作模式:V4與V5電動三通閥的A-C與A-B向均導通,部分冷卻塔出水進冷水機組的冷凝器,部分冷卻塔出水進入板式換熱器;V2電動兩通閥全開,V3電動兩通閥全關,從數據機房空調設備出來較高溫度的回水先進入板式換熱器初步降溫,再進入冷水機組蒸發器進一步降溫,達到供水溫度后被送入數據機房空調設備。
    ●自然冷卻系統獨立工作模式:冷水機組停止運行,V4與V5電動三通閥的A-C向導通,A-B向關斷,所有冷卻水均進入板式換熱器,V2電動兩通閥全關,V3電動兩通閥全開,冷凍水不再經過冷水機組的蒸發器。
    3、數據中心用地表水自然冷卻水冷冷水機組系統
    此節能解決方案基于中大型數據中心的環境條件,地表水具有充足的流量情況下。在冬季時段,取臨近的低溫地表水作為天然冷源,通過板式換熱器與冷凍水回水熱交換后,達到為冷凍水降溫的目的,用以替代水冷離心機組、冷卻水泵和冷卻塔運行,降低空調運行能耗,減少冷卻塔漂水和蒸發造成的自來水損失。以南京至上海的長江流域為例,采用數據中心用地表水自然冷卻水冷冷水機組系統全年節能比例可達20%左右,而采用水冷冷水機組+開式冷卻塔+板式換熱器的節能比例僅有11%。
    應用地表水自然冷卻系統的節能優勢,主要體現在兩方面:
    (1)使用臨近水源:地表水自然冷卻系統充分利用了自然環境的能源,大大減少了冬季冷水機組和相關輔助設備的運行,延長了冷水機組和相關輔助設備的壽命。不但降低整個系統的運行能耗,還減少了二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物的排放。在為企業創造經濟效益的同時,也為國家創造環境效益。
    (2)運行穩定且節能:地表水自然冷卻系統與開式冷卻塔+板式換熱器的自然冷卻系統對比,冬季地表水溫度低,由于水的比熱大,水溫穩定波動小,地表水直接與空調系統的冷凍水通過板式換熱器換熱,故地表水自然冷卻系統運行時間長而且節能量大。
    圖片關鍵詞
    如圖12所示,數據中心用地表水自然冷卻水冷冷水機組系統有兩種運行模式:
    (1)單獨運行:地表水自然冷卻系統單獨運行時,回水進入板式換熱器,經過與地表水熱交換后降溫至設定值,替代水冷離心機組運行,節省了水冷離心機組、冷卻水泵、冷卻塔等設備的運行能耗。
    (2)聯合運行:地表水自然冷卻系統與水冷離心機組聯合運行時,回水先經過地表水自然冷卻系統,初步降溫后再經過水冷離心機組進一步降溫至設定值,節省了水冷離心機組、冷卻水泵、冷卻塔等設備的運行能耗。
    數據中心用地表水自然冷卻水冷冷水機組系統適用于長江流域或以長江以南的地區,而且附近臨水(河水、湖水等,只要水量足夠的地表水均可)的數據中心。

     

    一本色道久久综合亚洲精品