數(shù)據(jù)中心空調(diào)原理分類

        數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)的主要設(shè)備類型和系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)一般分為水冷冷凍水系統(tǒng)、風(fēng)冷冷凍水系統(tǒng)、水冷氟系統(tǒng)、風(fēng)冷氟系統(tǒng)四種。

1. 風(fēng)冷氟系統(tǒng)（機(jī)房空調(diào)）

        組成簡單，由一個(gè)內(nèi)機(jī)和一個(gè)外機(jī)組成，內(nèi)機(jī)包含壓縮機(jī)、蒸發(fā)器和膨脹閥，外機(jī)為冷凝器。

圖1 風(fēng)機(jī)機(jī)房空調(diào)原理

優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡單、完全獨(dú)立，投資低，分期建設(shè)方便，無單點(diǎn)故障，可靠性最高。

缺點(diǎn)：外機(jī)數(shù)量多；渦旋壓縮能效低于離心機(jī)；外機(jī)風(fēng)冷散熱，大規(guī)模布置不宜，夏天容易高壓；整體能效不高。

場景：系統(tǒng)簡單可靠，維護(hù)方便，是中小型數(shù)據(jù)中心普遍采用的方案。

2. 集中水冷冷凍水空調(diào)系統(tǒng)

        包含兩個(gè)水系統(tǒng)，冷卻水系統(tǒng)和冷凍水系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由水冷冷水機(jī)組、冷凍水泵、冷卻塔、冷卻水泵、水處理設(shè)備、定壓補(bǔ)水系統(tǒng)、冷凍水空調(diào)末端及管路閥門等組成。

圖2  水冷冷凍水空調(diào)原理

優(yōu)點(diǎn)：采用冷卻塔散熱，占地面積小且散熱效果好；離心壓縮能效高；冬季情況下使用板換可以實(shí)現(xiàn)免費(fèi)供冷。

缺點(diǎn)：系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，投資大，有冷卻和冷凍兩個(gè)水系統(tǒng)，建設(shè)實(shí)施和運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜；水系統(tǒng)可靠性低，存在水浸機(jī)房可能；存在單點(diǎn)故障，需采用設(shè)備備份、環(huán)網(wǎng)或者雙系統(tǒng)來解決可靠性問題。

常見：冷機(jī)能效高，終期負(fù)荷配備板換自然冷卻可以取得較好的能效，是目前大型數(shù)據(jù)機(jī)房中心普遍采用的方案。

3. 集中風(fēng)冷冷凍水空調(diào)系統(tǒng)

        只有一個(gè)冷凍水系統(tǒng)，在殼管蒸發(fā)器內(nèi)，冷凍水與冷媒進(jìn)行熱交換，冷媒系統(tǒng)吸收水中的熱負(fù)荷，使水降溫產(chǎn)生冷凍水﹐通過壓縮機(jī)的作用使熱量帶到翅片式冷凝器，再由散熱風(fēng)扇散失到外界的空氣中，也就是風(fēng)冷卻，系統(tǒng)主要由風(fēng)冷冷水機(jī)組、循環(huán)水泵、定壓系統(tǒng)、冷凍水空調(diào)末端及管路閥門等組成。

圖3  風(fēng)冷冷凍水空調(diào)原理

優(yōu)點(diǎn)：只有一個(gè)冷凍水系統(tǒng)，系統(tǒng)簡單，運(yùn)維方便；在冷凍水系統(tǒng)中加入防凍液，可以解決低溫情況下的防凍問題。

缺點(diǎn)：風(fēng)冷機(jī)組滿負(fù)荷能效低于水冷機(jī)組，外機(jī)采用風(fēng)冷，夏季易高壓。

場景：在冷凍水系統(tǒng)加入防凍液可以防凍，故適合夏季氣溫不高，冬季氣溫低的東北、西北等極寒區(qū)域的數(shù)據(jù)中心。

4. 水冷氟系統(tǒng)（集中冷卻水空調(diào)系統(tǒng)）

        只有一個(gè)冷卻水系統(tǒng)，主要由冷卻塔（推薦閉式）、冷卻水泵、定壓系統(tǒng)、殼管換熱器、機(jī)房空調(diào)內(nèi)機(jī)及管路閥門等組成。

圖4  集中冷卻水空調(diào)系統(tǒng)原理

優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡單，只有一個(gè)冷卻水系統(tǒng)，建設(shè)維護(hù)方便；采用殼管換熱，水管不進(jìn)機(jī)房；采用冷卻塔散熱，解決普通風(fēng)冷空調(diào)外機(jī)無法布置和夏季散熱不良問題；部分負(fù)荷和滿負(fù)荷情況下能效均較高。

缺點(diǎn)：存在單點(diǎn)故障，需采用設(shè)備備份、環(huán)網(wǎng)或者雙系統(tǒng)來解決可靠性問題。

場景：適合大中型數(shù)據(jù)中心