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數據中心空調體系中主要分為風冷直接蒸發式空調體系、水冷直接蒸發式空調體系、冷凍水空調體系、雙冷源空調體系等空調體系。

以數據中心空調體系作為會集冷源的冷凍水體系,該體系與各自獨立的直接蒸發式空調體系比較,制冷效率更高,設備更會集更少,運轉更安穩,故障率和保護本錢更低,國外許多大型數據中心普遍運用冷凍水空調體系。阿爾西提出的數據中心天然冷卻冷凍水體系,已經過國家專利批閱。它經過冷凍水循環管路的精心設計以及操控邏輯的優化,完成與機房內部空調氣流組織的完美匹配,而且能夠依據室內熱負荷以及室外環境的變化,對冷凍水流量進行靈敏的調理,將天然冷卻的效益發揮到更大,始終使機組堅持高效運轉。此套數據中心空調解決方案依據裝置區域氣候條件的不同,能夠完成20%~50%的節能,使得運轉費用大幅縮減,而為此添加的空調設備初出資,頂多兩年的時刻就能夠收回,而整個機組的運用壽命至少有10年。

冷凍水空調體系包括不含冷源的冷凍水型機組加冷水主機。

冷水主機分為一般冷水主機和天然冷卻冷水主機。一般冷水主機一般裝置在建筑物的屋頂外部,它們專為室外裝置設計,不需要添加任何針對惡劣氣候的保護措施。冷水機組按照不同冷凝方法可分為風冷和水冷兩種,以風冷冷水主機為例,其作業原理是:帶著室內熱量的高溫回水流入機組,進入殼管式蒸發器,被制冷劑盤管冷卻,熱量傳遞給制冷劑,由后者帶到風冷冷凝器中,由風機驅動環境空氣對其進行強制散熱。按經驗來說,一套空調設備的均勻制冷量為設計值的85%,剩余部分作為冷量備份。


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天然冷卻冷水主機的作業原理:當室外溫度較低時,就能夠運用冷空氣冷卻高溫回水,不需要敞開壓縮機即可為空調室內機提供冷量,這種方法即為天然冷卻方法。運用天然冷卻效應開發的冷水主機即為天然冷卻冷水主機,它與一般冷水主機更大的區別在于它在冷凝盤管之前裝置了天然冷卻熱交換盤管,旨在更早運用環境冷空氣冷卻盤管內的回水;另一個區別在于內部水循環體系的設計上,天然冷卻循環運用三通調理閥將循環水路與天然冷卻熱交換盤管連接起來(如下圖所示)。

其實,天然冷卻冷水主機的作業原理并不復雜:當三通調理閥中旁通B徹底封閉,A與C連通時,即天然冷卻熱交換盤管封閉,悉數冷量由壓縮機制冷提供;當室外溫度低于回水溫度時,A封閉,B與C連通,回水經過天然冷卻熱交換盤管預冷,然后再進入蒸發器,這樣一來,壓縮機只需部分作業就能夠滿意空調冷量的要求,然后節省了大部分能耗;而當室外溫度足夠低時,A封閉,B與C連通,經過天然冷卻就能夠徹底滿意空調冷量要求,壓縮機停機,這時機組總能耗顯著降低,只包括天然冷卻體系的能耗,總歸,室外溫度越低,節能作用越顯著。假如采用天然冷卻冷水機組比一般冷水機組每年大約節能20~50%,詳細作用如何會因裝置區域的氣候條件而不同。

風冷直接蒸發式機組,適用于水源缺少的區域和無冷卻水體系的場所,可外掛或外置室外機(樓層不高,允許損壞建筑外觀),體系簡略,無須考慮配備水泵和冷卻塔,也無需會集冷凍水體系為之服務。缺點為室表里機之前的管長受限,在室表里機之前接收超越60米時,需要依據實際情況采取解決方案。

水冷直接蒸發式機組,適用于有會集冷卻水體系的場所,機組能效比風冷式機組高,機組裝置不受室外場地約束。

雙冷源機組具有直接蒸發式和冷凍水機組的兩層長處外,同時還具有冷源相互備份的特色,當運用用戶冷凍水資源時,只要冷凍水盤管換熱,壓縮機中止運轉,有利于節能,當用戶中止中央空調冷凍水體系時,機組發動壓縮機進行制冷。


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機房空調體系分析比較

以一個面積為8000平方米,熱負荷為500W/平方米的數據中心為例,不同空調體系(自含冷源的風冷直接蒸發式機組、水冷直接蒸發式機組、一般風冷冷水主機加冷凍水機組、天然冷卻冷水主機加冷凍水機組、水冷冷水主機加冷凍水機組、雙冷源型空調機組)分別在哈爾濱、北京、上海、廣州、貴陽這五個城市運轉,分析運轉成果如下:

首先,從空調體系總出資的比較能夠看到,雙冷源體系,具有風冷和冷凍水體系兩層特色,出資本錢更高,但是體系的運轉更安穩,修理和保護量更大。

天然冷卻冷水主機加冷凍水機組和一般風冷冷水主機加冷凍水機組出資本錢適當,比雙冷源體系要小許多,天然冷卻冷水機組在不同的裝置條件能夠到達不同的節能作用,所以在合適的裝置地點引薦運用天然冷卻冷水機組,風冷直接蒸發式機組和水冷直接蒸發式機組的體系總出資小,風冷機組適用于全國范圍內,其靈敏性高,而水冷機組更適用于南方區域。

從上述各空調體系的比較分析不難看出,對于北方城市的哈爾濱來說,四季清楚,冬天溫度相對比較低,所以不適宜運用水冷系列,故在比較時沒有將此種空調體系考慮進去,在比較中發現天然冷卻冷水主機加冷凍水機組的節能作用很顯著,耗電量顯著削減。由于北京一年傍邊大約有30%的時刻溫度小于10度,故天然冷卻冷水機組加冷凍水機組能夠比一般冷水主機加冷凍水機組節能30%,和其他空調體系比較耗電量也顯著削減,節能作用顯著。對于均勻溫度很高的城市如上海、廣州、貴陽等地,很難完成運用環境溫度完成天然冷卻功用,比較之下不引薦運用天然冷卻冷水主機加冷凍水機組,從體系總出資上能夠看出,水冷冷水主機加冷凍水機組的體系總出資少,在核算設備制冷總功率和耗電量時,直接蒸發式機組高,其間還未考慮加熱器、加濕器等耗電量,同時實際機組作業時直接蒸發式機組由于室內環境變化會引起壓縮機的頻頻發動,必定引起耗電量添加,而水冷冷水主機加冷凍水機組這樣的情況沒有直接蒸發式機組發生頻頻,所以從能耗視點考慮直接蒸發式機組也沒有水冷冷水主機加冷凍水機組體系要好,經核算,水冷冷水主機加冷凍水機組體系較風冷直接蒸發式機組要節能可到達20%左右。

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