数据中心集中冷源制冷解决方案

集中冷源系统中的制冷设备种类较多，最重要的几种包括制冷机、水泵、冷却塔、水处理设备、蓄冷设备等。

1、制冷机

数据中心制冷机的选择，应按各类制冷机的特性，结合当地的室外气象条件、水源（包括水量、水温及水质）、电源和热源（包括热源性质、品位高低）等情况，结合数据中心全年供冷的特点，从初投资和运行费用进行综合技术经济比较来选择可靠、高效、节能、合理的制冷机。

（1）适合数据中心的制冷机种类

电驱动的制冷机按压缩机形式分：离心式、螺杆式、活塞式；这三种形式制冷机的能效由高到低的顺序是：离心式机组、螺杆式机组、活塞式机组。各类机组各有其特点，应用其所长。

按冷凝器冷凝方式分：风冷机组和水冷机组。

风冷机组

风冷机组通过风冷冷凝器与外界空气换热，利用风（空气）换热带走热量，产生冷水。风冷机组的优势：节约水资源，环保；安装在室外，如屋顶，无需建造专用机房，不占有效建筑面积；省去了冷却水系统：冷却塔、冷却水泵、管网及其水处理设备，节省了这部分初投资和运营费用。

水冷机组

水冷机组通过水冷冷凝器与冷却塔提供的冷却水换热，利用冷却水带走热量，来产生冷水。水冷机组优势：应用范围广，技术成熟，造价低；夏季制冷能效高，节能；噪音源低于风冷机组。

数据中心风冷机组或水冷机组两种形式均有选用，冬季寒冷地区多选用带自然冷却的风冷机组，长江流域或以南地区多选用水冷机组。根据数据中心有无生活热水需求，还可以选用是否带热回收装置的风冷机组或水冷机组。

数据中心选用离心式或螺杆式两种类型机组，数据中心经常根据自身需要同时配备离心式与螺杆式两种类型的冷水机组。

（2）制冷机选型

数据中心选择制冷机时，要考虑数据中心全年空调冷负荷的分布规律，结合制冷机在满载运行和部分负载运行时的COP值，合理地选择机型、台数和调节方式，提高制冷系统在部分负荷下的运行效率，以降低全年总能耗。

数据中心的冷水机组一般以选用2台以上机组，以满足N+1~2N的冗余方式。冷水机组之间要考虑其互为备用和轮换使用的可能性。冷水机组采用冗余配置，具备不间断供冷，保证系统安全稳定运行。同一站房内可采用不同类型、不同容量的机组搭配的组合式方案，以节约能耗。并联运行的机组中至少应选择一台或几台自动化程度较高，调节性能较好，能保证部分负荷下能高效运行的机组。

选择制冷机时应考虑其对环境的污染，一是噪音和振动，要满足周围环境的要求；二是制冷剂对大气臭氧层的危害程度和产生温室效应的大小，要采用ODP（消耗臭氧潜能值）和GWP（全球变暖潜能值）较小的环保制冷剂。

2、水泵

（1）冷冻水泵

流量：（1.05~1.1）倍机组额定流量。

扬程：闭式循环，仅克服系统的阻力损失，考虑10%的富裕量。

数据中心冷冻水泵的循环系统按照从冷机到末端采用一次供水，或是二次供水分为单式泵循环和复式泵循环系统。

单式泵环路系统

如图2所示，数据中心集中冷源空调系统的单式泵环路系统多采用冷水机组与一次泵一一对应配置方式。次泵环路系统存在以下3类形式：

用户侧定流量（用户侧采用三通阀变冷水温差调节），冷水机组侧也为定流量，一次泵为工频泵。

用户侧变流量（用户侧采用二通阀变冷水流量调节），冷水机组侧为定流量，一次泵为工频泵。为了恒定供回水管的水力工况，保持机组侧冷水流量的稳定，在分水器与集水器之间装设旁通管和压力控制的调节阀。当用户侧流量减少，供回水压差变大，旁通阀开度增大，反之减少。

用户侧变流量，冷水机组侧也为变流量，一次泵为变频泵；一次泵变流量系统选择可变流量的冷水机组，即蒸发器侧流量随用户侧流量变化而改变，从而最大限度的降低水泵能耗。

系统特点：系统设计简单，初投资少，适用于系统较小或各环路负荷特征或压力损失相差不大的中小型数据中心。

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