海瑞思直接膨脹水冷型機房空調

水冷式直接膨脹機組從房間吸取的熱量通過內(nèi)置水冷冷凝器傳輸?shù)街评鋭┲?。冷卻水可以由供水管道、冷卻塔或者水井供應,或者在一個帶有外置干冷器的密封回路中運行。但是在改種情形下，冷卻水通常采用抗凍的水和乙二醇的混合物代替常用的制冷劑。該機組適用于有集中冷卻水系統(tǒng)的場所。機組能效比風冷式機組高，因此更節(jié)能；機組安裝不受室外場地限制。

傳統(tǒng)的風冷直膨式系統(tǒng)能效比COP(Coefficient Of Performance)較低，在北京地區(qū)COP約為2.5~3.0，空調設備耗電驚人，在數(shù)據(jù)中心整體耗電中占比很高。而且，隨著裝機需求的擴大，原來建設好的數(shù)據(jù)中心建筑中預留的風冷冷凝器安裝位置嚴重不足，噪音擾民問題凸顯，都制約了數(shù)據(jù)中心的擴容。此時，在辦公建筑中大量采用的冷凍水系統(tǒng)開始逐漸應用到數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)中，由于冷水機組的COP可以達到3.0~6.0，大型離心冷水機組甚至更高，采用冷凍水系統(tǒng)可以大幅降低數(shù)據(jù)中心運行能耗。

冷凍水系統(tǒng)主要由冷水機組、冷卻塔、冷凍水泵、冷卻水泵以及通冷凍水型專用空調末端組成。系統(tǒng)采用集中式冷源，冷水機組制冷效率高，冷卻塔放置位置靈活，可有效控制噪音并利于建筑立面美觀，達到一定規(guī)模后，相對于直接蒸發(fā)式系統(tǒng)更有建造成本和維護成本方面的經(jīng)濟優(yōu)勢。

冷凍水系統(tǒng)應用最多的空調末端是通冷凍水型機房空調，其單臺制冷量可以達到150kw以上。送風方式與之前的風冷直膨式系統(tǒng)變化不大，僅僅是末端內(nèi)的冷卻媒質發(fā)生變化，空調設備仍然距離IT熱源較遠，主要依靠空調風扇輸送空氣維持氣流組織。

自然冷卻和新型空調末端

隨著數(shù)據(jù)中心制冷技術的發(fā)展和人們對數(shù)據(jù)中心能耗的進一步關注和追求，自然冷卻的理念逐漸被應用到數(shù)據(jù)中心中。

海瑞思直接膨脹水冷型機房空調在北方冬季室外溫度較低，利用水側自然冷卻系統(tǒng)，冬季無需開啟機械制冷機組，通過冷卻塔與板式換熱器“免費”制取冷源，減少數(shù)據(jù)中心運行能耗。水側自然冷卻系統(tǒng)是在原有冷凍水系統(tǒng)之上，增加了一組板式換熱器及相關切換閥組，高溫天氣時仍采用冷水機組機械制冷，在低溫季節(jié)將冷卻塔制備的低溫冷卻水與高溫冷凍水進行熱交換，在過渡季節(jié)則將較低溫的冷卻水與較高溫的冷凍水進行預冷卻后再進入冷水機組，也可以達到降低冷水機組負荷及運行時間的目的。

水冷系統(tǒng)自然冷卻系統(tǒng)原理

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的冷凍水溫度一般為7/12℃，以北京地區(qū)為例，全年39%的時間可以利用自然冷卻，如果將冷凍水提高到10/15℃，全年自然冷卻時間將延長至46%。同時由于蒸發(fā)溫度的提高，冷水機組COP可以提升10%。另一方面，隨著服務器耐受溫度的提升，冷凍水溫度可以進一步提高，全年自然冷卻的時間也將進一步延長。目前國內(nèi)技術領先的數(shù)據(jù)中心已經(jīng)將冷凍水溫度提高至15/21℃，全年自然冷卻時間可以達到70%甚至更長。

水側自然冷卻系統(tǒng)雖然相對復雜，但應用在大型數(shù)據(jù)中心項目中的節(jié)能效果顯著。水側自然冷卻系統(tǒng)日漸成熟，已經(jīng)成為我國當前數(shù)據(jù)中心項目設計中最受認可的空調系統(tǒng)方案。我國目前PUE能效管理最佳的數(shù)據(jù)中心也正是基于水側自然冷卻系統(tǒng)，全年PUE已實現(xiàn) 1.32。

在冷源側系統(tǒng)不斷演進發(fā)展的同時，新型空調末端形式也層出不窮。

傳統(tǒng)的機房精密空調機組結構形式相對固定，設備厚度一般為600mm，寬度為2500mm左右，風量約27000m3/h，其機組內(nèi)部風速達到7米/秒，空氣阻力很大，風機大量的壓力損失在了機組內(nèi)部，造成了很大的能量浪費。一般配置了450Pa風機全壓的空調機，機外余壓只有大約200Pa。

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