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板式換熱器在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用與節(jié)能
1、水冷系統(tǒng)
2005~2009年間互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)高速發(fā)展，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求猛增，原本規(guī)模小、功率密度低的數(shù)據(jù)中心必須要承擔(dān)多的IT設(shè)備。此時(shí)的單機(jī)柜功率密度增加至3~5kw，數(shù)據(jù)中心的規(guī)模也逐漸變大，開始出現(xiàn)幾百到上千個(gè)機(jī)柜的中型數(shù)據(jù)中心。隨著規(guī)模越來越大，數(shù)據(jù)中心能耗急劇增加，節(jié)能問題開始受到重視。
傳統(tǒng)的風(fēng)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(diào)設(shè)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(jī)需求的擴(kuò)大，原來建設(shè)好的數(shù)據(jù)中心建筑中預(yù)留的風(fēng)冷冷凝器安裝位置嚴(yán)重不足，噪音擾民問題凸顯，都制約了數(shù)據(jù)中心的擴(kuò)容。此時(shí)，在辦公建筑中大量采用的冷凍水系統(tǒng)開始逐漸應(yīng)用到數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)中，由于冷水機(jī)組的COP可以達(dá)到3.0~6.0，大型離心冷水機(jī)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(yùn)行能耗。
冷凍水系統(tǒng)主要由冷水機(jī)組、冷卻塔、冷凍水泵、冷卻水泵以及通冷凍水型專用空調(diào)末端組成。系統(tǒng)采用集中式冷源，冷水機(jī)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(dá)到一定規(guī)模后，相對(duì)于直接蒸發(fā)式系統(tǒng)更有建造成本和維護(hù)成本方面的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
水冷系統(tǒng)
冷凍水系統(tǒng)應(yīng)用多的空調(diào)末端是通冷凍水型精密空調(diào)，其單臺(tái)制冷量可以達(dá)到150kw以上。送風(fēng)方式與之前的風(fēng)冷直膨式系統(tǒng)變化不大，僅僅是末端內(nèi)的冷卻媒質(zhì)發(fā)生變化，空調(diào)設(shè)備仍然距離IT熱源較遠(yuǎn)，主要依靠空調(diào)風(fēng)扇輸送空氣維持氣流組織。
2、板式換熱器和水冷系統(tǒng)自然冷卻
2010~至今，隨著數(shù)據(jù)中心制冷技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)數(shù)據(jù)中心能耗的進(jìn)一步關(guān)注和追求，自然冷卻的理念逐漸被應(yīng)用到數(shù)據(jù)中心中。
在我國北方地區(qū)，冬季室外溫度較低，利用水側(cè)自然冷卻系統(tǒng)，冬季無需開啟機(jī)械制冷機(jī)組，通過冷卻塔與板式換熱器“免費(fèi)”制取冷源，減少數(shù)據(jù)中心運(yùn)行能耗。水側(cè)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(guān)切換閥組，高溫天氣時(shí)仍采用冷水機(jī)組機(jī)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(jìn)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(jìn)行預(yù)冷卻后再進(jìn)入冷水機(jī)組，也可以達(dá)到降低冷水機(jī)組負(fù)荷及運(yùn)行時(shí)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(shí)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(shí)間將延長至46%。同時(shí)由于蒸發(fā)溫度的提高，冷水機(jī)組COP可以提升10%。另一方面，隨著服務(wù)器耐受溫度的提升，冷凍水溫度可以進(jìn)一步提高，全年自然冷卻的時(shí)間也將進(jìn)一步延長。目前國內(nèi)技術(shù)領(lǐng)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(shí)間可以達(dá)到70%甚至長。
2019/05/10 20:04:16
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