自然冷却风冷冷水机组系统

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自然冷却风冷冷水机组系统



自然冷却风冷冷水机组系统



数据中心是耗能大户，机房精密空调系统占整个数据中心能耗的30%以上，仅次于IT设备的能耗，在在数据中心空调系统的设计中，节能的重要性与日俱增，而自然冷却技术作为最核心的节能技术，取决于数据中心的地理位置、气候条件、能源供应等方面.特点，会有不同的表现形式和架构类型，其中最成熟和常见的有以下三种形式：



1、数据中心专用风冷冷水机组自然冷却（系统）



数据中心自然冷却风冷冷水机组是专为大中型数据中心机房设计制造的高可靠性集中冷源。与安装在数据中心机房的冷冻水式机房空调一起，构成数据中心机房专用的空调冷冻水系统。



数据中心自然冷却风冷冷水机组的主要部件包括螺杆压缩机、风冷冷凝器（类别：热交换设备）、冷凝风机、膨胀阀、蒸发器、自然冷却盘管、电动三通阀等.



数据中心专用自然冷却风冷冷水机组原理：在计算机控制系统（系统）的管理下，当冷凝器（类别：热交换设备）进风温度低于回水时温度（水温）度 2℃时，自然冷却开始工作，进入部分自然冷却模式。机房的回水送入自然冷却盘管，先用室外低温空气冷却，即预冷阶段；它被送到蒸发器进行冷却，减少了压缩机的工作量。自由冷却盘管与压缩机机械冷却同时工作。随着冷凝器进风温度逐渐降低（降低），自然冷量逐渐增加，压缩机的机械冷却能力逐渐降低。当冷凝进风温度降至设定值时，进入全自然冷却模式。冷却工作完全由自然冷却盘管完成，压缩机的机械冷却停止（停止）。节能率可达20%~80%。该系列机组年节能北京地区约39%，沉阳地区约61%，哈尔滨地区约61%。金额约为 72%。用于数据中心的自然冷却系列风冷冷水机组单台制冷量为115～1744kW。



数据中心自然冷却风冷式冷水机组适用于长江以北大部分地区。室外环境越低，冬季越长，节能效果越好。自然冷却风冷冷水机组机械制冷示意图。



数据中心自然冷却风冷冷水机组的优势：



自然冷却风冷式冷水机组配备螺杆式压缩机，运行可靠性高。机房专用空调，不仅可以调节温度，还可以调节湿度，精度非常高。计算机，尤其是服务器，对温度和湿度的要求非常高。如果变化太大，计算机计算可能会出现错误，这对服务提供商，特别是银行和通信行业非常不利。机房专用空调温度精度±2℃，湿度精度±5%。高精度机房精密空调，温度精度可达±0.5℃，湿度精度可达±2%。可以满足数据中心具有一年365天、一天24小时连续运行的特点。



自然冷却风冷式冷水机组整体能效高于机组式直接蒸发（调节）式，在同等负荷条件下更节能。



对应的自然冷却风冷冷水机组系统采用集中式空调水系统的形式，自然冷却风冷冷水机组系统更能实现节能（Energy save) 技术。



自然冷却风冷冷水机组（机组）系统适用于新建中大型数据中心，节能潜力巨大，值得推广。顾名思义，机房空调是专为机房设计的高精度空调。因为它不仅可以控制机房的温度，还可以同时控制湿度，所以又被称为恒温恒湿机房专用空调。精度非常高，又称机房精密空调。



自然冷却风冷冷水机系统的优点：更适合在北方低温地区的数据中心使用。与水冷式冷水机相比，系统相对简单，运维管理（guǎn lǐ）方便，没有冬季冷却水结冰等。



自然冷却风冷冷水机的缺点：在夏季等高温季节节能效率较低，在南方地区数据中心节能比较少，使用受限。



数据中心专用的自然冷却风冷式冷水机组有3种运行模式：



机械冷却方式：数据室的回水直接送入蒸发器进行冷却。压缩机和风冷冷凝器（类别：热交换设备）均以机械冷却模式运行。



部分自然冷却方式：当空气温度下降到低于回水温度2℃时，回水直接进入自然冷却盘管，室外空气在进入蒸发器前进行冷却。回水由自然冷却盘管预冷，然后由蒸发器冷却，压缩机机械冷却。机房空调的主要服务对象是计算机，为机房提供稳定可靠的IDC，检测机房的工作温度、相对湿度和空气洁净度。具有显热比高、能效比高、可靠性高、精度高等特点。



全自然冷却（冷却）方式：当空气温度下降到设定值时，冷却工作完全由自然冷却盘管进行，压缩机（压缩机）进行机械冷却（Refrige）。口粮）停止工作。



2、数据中心水冷式冷水机组（机组）+开放式冷却塔+板式换热器自然冷却系统（Cooling System）



目前最常用的两种中央空调中大型数据中心是空调形式，一种是自然冷却的数据中心专用风冷冷水机系统，另一种是数据中心水冷冷水机+开放式冷却塔+板式换热器自然冷却系统。机房空调的主要服务对象是计算机，为机房提供稳定可靠的IDC，检测机房的工作温度、相对湿度和空气洁净度。具有显热比高、能效比高、可靠性高、精度高等特点。水冷式冷水机+开式冷却塔+板式换热器自然冷却系统在长江流域的大中型数据中心中较为普遍。是数据中心机房、程控交换机房、计算机房等。符合工艺要求的高可靠性专用冷源，由科技装备现场专门设计制造。与水冷式冷水机+开放式冷却塔+板式换热器自然冷却设备，安装在机房内的冷冻水式机房空调共同组成数据中心水冷式冷水机+开放式冷却塔+板式换热器自然冷却设备冷却系统。



数据中心水冷式冷水机组（机组）+开放式冷却塔+板式换热器自然冷却系统（Cooling System）既包括螺杆式水冷式冷水机组（或离心式水冷式冷水机组）、冷冻（冷冻）水循环水泵、冷却水循环水泵、开式冷却塔、板式换热器、电动三通阀、电动二通阀等主要设备。



数据（data）中央水冷式冷水机组+开式冷却塔+板式换热器自然冷却系统的工作原理如下：



(1)开式冷却时 当冷却塔出水温度低于冷冻水系统回水温度3℃时，进入板式换热器自然冷却和冷水机组联合运行的工作模式。此时V4、V5电动三通阀的AC、AB方向均接通，部分冷却塔出水进入冷水机组冷凝器，部分冷却塔出水进入板式换热器； V2电动二通阀全开，V3电动二通阀全关，数据室空调设备（shèbèi）温度较高的回水先进入板式换热器进行初冷，再进入冷水机蒸发器进一步冷却后，达到供水温度后送至数据室空调设备。机房专用空调采用一体式机身结构设计，具有新风节能、大风量、高显热、高效过滤、网络控制等功能，满足散热需求机房长时间高负荷连续运行。特点：节能一体机机房空调采用一体式机身结构设计，具有新风节能、大风量、高显热、高效过滤、网络控制等功能，满足高-负载机房长期连续运行。当板式换热器的自然冷却与冷水机组结合时，冷水机组的部分负荷工作，冷水机组的部分负荷由自然冷却系统代替。自然冷却系统替代（以一种物质替代另一种物质（主要是强替代弱））冷水机组螺杆压缩机的部分负荷，从而实现节能。

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