機房空調各系統(tǒng)的特點

在數(shù)據(jù)中心機房空調系統(tǒng)中主要分為風冷直接蒸發(fā)式空調系統(tǒng)、水冷直接蒸發(fā)式空調系統(tǒng)、冷凍水空調系統(tǒng)、雙冷源空調系統(tǒng)等空調系統(tǒng)。

以數(shù)據(jù)中心機房空調系統(tǒng)作為集中冷源的冷凍水系統(tǒng)，該系統(tǒng)與各自獨立的直接蒸發(fā)式空調系統(tǒng)相比，制冷效率更高，設備更集中更少，運行更穩(wěn)定，故障率和維護成本更低，國外眾多大型數(shù)據(jù)中心普遍使用冷凍水空調系統(tǒng)。

它通過冷凍水循環(huán)管路的精心設計以及控制邏輯的優(yōu)化，實現(xiàn)與機房內部空調氣流組織的完美匹配，并且可以根據(jù)室內熱負荷以及室外環(huán)境的變化，對冷凍水流量進行靈活的調節(jié)，將自然冷卻的效益發(fā)揮到最大，始終使機組保持高效運行。此套數(shù)據(jù)中心空調解決方案根據(jù)安裝地區(qū)氣候條件的不同，可以實現(xiàn)20%～50%的節(jié)能，使得運行費用大幅縮減，而為此增加的空調設備初投資，最多兩年的時間就可以收回，而整個機組的使用壽命至少有10年。

冷凍水機房空調系統(tǒng)包括不含冷源的冷凍水型機組加冷水主機，主要分為普通冷水主機和自然冷卻冷水主機。普通冷水主機一般安裝在建筑物的屋頂外部，它們專為室外安裝設計，不需要增加任何針對惡劣天氣的保護措施。

冷水機組按照不同冷凝方式可分為風冷和水冷兩種，以風冷冷水主機為例，其工作原理是：攜帶室內熱量的高溫回水流入機組，進入殼管式蒸發(fā)器，被制冷劑盤管冷卻，熱量傳遞給制冷劑，由后者帶到風冷冷凝器中，由風機驅動環(huán)境空氣對其進行強制散熱。按經驗來說，一套空調設備的平均制冷量為設計值的85%，剩下部分作為冷量備份。

自然冷卻冷水主機的工作原理：當室外溫度較低時，就可以利用冷空氣冷卻高溫回水，不需要開啟壓縮機即可為空調室內機提供冷量，這種方法即為自然冷卻方法。利用自然冷卻效應開發(fā)的冷水主機即為自然冷卻冷水主機，它與普通冷水主機最大的區(qū)別在于它在冷凝盤管之前安裝了自然冷卻熱交換盤管，旨在最先利用環(huán)境冷空氣冷卻盤管內的回水;另一個區(qū)別在于內部水循環(huán)系統(tǒng)的設計上，自然冷卻循環(huán)利用三通調節(jié)閥將循環(huán)水路與自然冷卻熱交換盤管連接起來。

自然冷卻冷水主機的工作原理并不復雜：當三通調節(jié)閥中旁通B完全關閉，A與C連通時，即自然冷卻熱交換盤管關閉，全部冷量由壓縮機制冷提供;當室外溫度低于回水溫度時，A關閉，B與C連通，回水通過自然冷卻熱交換盤管預冷，然后再進入蒸發(fā)器，這樣一來，壓縮機只需部分工作就可以滿足空調冷量的要求，從而節(jié)省了大部分能耗;

而當室外溫度足夠低時，A關閉，B與C連通，通過自然冷卻就可以完全滿足空調冷量要求，壓縮機停機，這時機組總能耗明顯降低，只包含自然冷卻系統(tǒng)的能耗，總之，室外溫度越低，節(jié)能效果越明顯。如果采用自然冷卻冷水機組比普通冷水機組每年大約節(jié)能20～50%，具體效果如何會因安裝地區(qū)的氣候條件而不同。

風冷直接蒸發(fā)式機組，適用于水源缺乏的地區(qū)和無冷卻水系統(tǒng)的場所，可外掛或外置室外機（樓層不高，允許破壞建筑外觀），系統(tǒng)簡單，無須考慮配備水泵和冷卻塔，也無需集中冷凍水系統(tǒng)為之服務。缺點為室內外機之前的管長受限，在室內外機之前接管超過60米時，需要根據(jù)實際情況采取解決方案。

水冷直接蒸發(fā)式機組，適用于有集中冷卻水系統(tǒng)的場所，機組能效比風冷式機組高，機組安裝不受室外場地限制。

雙冷源機組具有直接蒸發(fā)式和冷凍水機組的雙重優(yōu)點外，同時還具有冷源相互備份的特點，當使用用戶冷凍水資源時，只有冷凍水盤管換熱，壓縮機停止運行，有利于節(jié)能，當用戶停止中央空調冷凍水系統(tǒng)時，機組啟動壓縮機進行制冷。

機房空調系統(tǒng)各性能比較

首先，從機房空調系統(tǒng)總投資的比較可以看到，雙冷源系統(tǒng)，具有風冷和冷凍水系統(tǒng)雙重特點，投資成本最高，但是系統(tǒng)的運行最穩(wěn)定，維修和維護量最大。

自然冷卻冷水主機加冷凍水機組和普通風冷冷水主機加冷凍水機組投資成本相當，比雙冷源系統(tǒng)要小很多，自然冷卻冷水機組在不同的安裝條件可以達到不同的節(jié)能效果，所以在合適的安裝地點推薦使用自然冷卻冷水機組，風冷直接蒸發(fā)式機組和水冷直接蒸發(fā)式機組的系統(tǒng)總投資最小，風冷機組適用于全國范圍內，其靈活性最高，而水冷機組更適用于南方地區(qū)。

從上述各空調系統(tǒng)的比較分析不難看出，對于北方城市的哈爾濱來說，四季分明，冬天溫度相對比較低，所以不適宜使用水冷系列，故在比較時沒有將此種空調系統(tǒng)考慮進去，在比較中發(fā)現(xiàn)自然冷卻冷水主機加冷凍水機組的節(jié)能效果很明顯，耗電量明顯減少。

從系統(tǒng)總投資上可以看出，水冷冷水主機加冷凍水機組的系統(tǒng)總投資最少，在計算設備制冷總功率和耗電量時，直接蒸發(fā)式機組最高，其中還未考慮加熱器、加濕器等耗電量，同時實際機組工作時直接蒸發(fā)式機組由于室內環(huán)境變化會引起壓縮機的頻繁啟動，必然引起耗電量增加，而水冷冷水主機加冷凍水機組這樣的情況沒有直接蒸發(fā)式機組發(fā)生頻繁，所以從能耗角度考慮直接蒸發(fā)式機組也沒有水冷冷水主機加冷凍水機組系統(tǒng)要好，經計算，水冷冷水主機加冷凍水機組系統(tǒng)較風冷直接蒸發(fā)式機組要節(jié)能可達到20%左右。

機房空調的各項性能與機房所在地的氣候，地形緊密相關，如果您需要購置機房空調，可參考以上描述來進行選購，相信對您會有一定的幫助。

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