數據中心集中冷源制冷解決方案

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。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。

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