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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。此時的單機柜功率密度增加至3~5kw,數(shù)據(jù)中心的規(guī)模也逐漸變大,開始出現(xiàn)幾百到上千個機柜的中型數(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,隨著裝機需求的擴大,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(yīng)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(diào)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。
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),其單臺制冷量可以達到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,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)展和人們對數(shù)據(jù)中心能耗的進一步關(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(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(yù)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(wù)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(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℃,全年自然冷卻時間可以達到70%甚至長。
2019/05/10 20:04:16
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