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1、大型数据中心空调制冷系统技术 摘要：大型数据中心通常采用多台冷水机组并联运行的方式作为空调制冷系统，多台冷水机组通过两种方式与附属的设备进行连接。根据大型数据中心的特点，从理论上对两种不同的连接方式进行了可用度等多方面因素的角度上，对大型数据中心空调制冷系统技术进行了研究。关键词：大型数据中心；空调；制冷系统一、大型数据中心空调制冷系统的特点大型数据中心的占地面积在几万平方米上下，所以需要安装多台冷水机组，以便能够提供足够的冷量，使设备产生的热能及时的散发。空调制冷系统具备可用度，因为其是大型数据中心核心设备能够平安运行的保障。IT设备与制冷设备是大型数据中心能耗的两大主要局部，制冷系统作为能
2、耗的主要原因，在大型数据中心节能规划中是重点。为了降低能源消耗，应提高维护性与可管理性。对设备的维护可分为维修与维保，使维修变得简单，提升可用度，延长设备的使用寿命。较高的可管理性时，能够及时的了解设备的状况，能够快速地排除设备故障，高可管理性是大型数据中心必不可少的性能。二、两种连接方式的分析一两种连接方式的特点1采用多冷源并联方式的系统，其每一台冷水机组必须要在同等的位置上，并且能够单独的进行暂停与開启的操作，同其他的制冷系统不存在互相影响的关系。当某一套制冷系统出现故障问题导致停机时，只需要启动处于冗余的那套系统即可保证IT设备对制冷系统的要求。2采用设备群组方式的系统，是一种由不同的逻
3、辑设备串联在一起，在逻辑上表现为一套制冷系统的冷源系统。实际上，一套逻辑设备只是有一组设备所组成的，特点是其具有一台能力更强以及可用度更高的逻辑设备的表现。设备群主要由冷水机组群等组成，并将各种设备群串联在一起，在工作过程中，一个设备群出现故障问题，那么整个系统就会出现故障。从系统的布局上看，多冷源采用并联的连接方式，其最主要的特点是每套独立的系统都有着自己独立的水管路，水管路的数量非常多。设备群组进行串联的连接方式，其最主要的特点是只有一套水管路，在结构上要更加的整齐划一。选用设备群组串联的连接方式时，水管路的管径需要增大，以便于能够降低水管路的阻力，从而使得对制冷系统水管路大流量的要求得到
4、满足。二可用度分析在多冷源并联连接的方式下，对于其中的单独的一套系统而言，其中的各个设备的连接形式为串联。一套系统可用度表示公式为：假设存在N+XX=1N套单独系统，其中X套作为冗余，在N套单独系统正常运转时，系统正常运转。由于每套系统都是独立的，相互之间没有影响。系统为NN+X表决模型，可用度用S表示，公式为：S=a+R1RN+X1在设备群组串联连接的方式下，其中的设备为先并联连接在串联连接。假设冷却塔、水泵假设冷却水泵和冷冻水泵可用度一样和冷水机组组合在一起的设备群组可用度表示为只1、只2、只3，可用度用R1.R2.R3.R4表示表决模型计算，可用度计算公式为：S，=R，1R，2R，3R，
5、4，其中R为单个群组的可用度。在实际中，因为可用度还与产品的质量有关，所以冷却塔的可用度、冷却水泵的可用度以及冷水机组的可用度都与厂家密切相关。在自然的冷却的条件下，设备群组串联连接的方式相对来说可用度要高一些。三可维护性比较可维护性好坏的参考标准主要是系统在特定的工作环境下以及一定的时间之内，完成规定的功能的能力上下，以及对设备进行维护的难易。多冷源并联连接的方式，其接管相对较多，而设备群组串联连接的方式，其管道的数量非常少，布置更加的简洁明了，对于操作以及对产生的故障问题进行诊断来说，较为方便。在多冷源并联连接的方式下，一台设备的停止，使得整套系统也要停止，但是在设备群组并联连接的方式下，
6、设备的启动与停止很好的控制在设备群组的内部中。并且在设备采购上，设备群组连接方式中，群组中的设备并行运行，所需要参照的标准指标一致，假设要更换或者维修可以采用同种型号的设备，要优于采购受限的多冷源并联连接的方式。四可管理性与节能性的比较在设备群组串联连接的方式下，维护人员需要通过调节平衡阀以保证水流量在各设备间分配均衡，不运行的设备还需要关断截止阀，以防止旁通分流。并且处于同一设备群组的设备，还需要保证水的阻力一致，以保证水的流量均衡。因此，采用设备群组串联连接的方式的系统对维护人员要求较高，管理方式较为复杂。在多冷源并行方式下，每一个单独的系统都可以说是独立在运行，所以水流量分配均衡、设备旁
7、通分流等问题不需要考虑，因此可管理性较好。最近的这几年，冷水机组的效率越来越高，以至于水泵的能耗占比越来越高，甚至到达整个系统总能耗的15%35%，设备群组方式有更多的方法来调节水的流量和扬程，可实现多台水泵同步变频+变频水泵台数控制。在多冷源并联方式下，水泵只能进行水泵变频控制，无法实现台数控制，所以设备群组方式在水泵控制方面有着节能性高的优点。三、结语大型数据中心的设备数量众多，并且能源消耗巨大，需要通过打胎大型冷水机连续不间断的制冷来满足正常工作的需求。通过，对两种不同连接方式的研究与比较，设备群组串联连接方式在可用度以及可维护性上要略胜一筹，更加的契合大型数据中心对制冷系统的要求，同时还便于多种节能措施的实施。总而言之，设备群组串联连接的方式，不管是在现在还是在未来，都有着更好的开展前景。参考文献：【1】段轶伊，姜俊海，李瑞雅，等.数据中心空调节能技术的应用实例J.制冷与空调，2021，149：1821.方案选择J.制冷与空调，2021，1597580.【3】韩武松，郑坤，徐俊杰，等.上海某数据中心空调系统设计J.暖通空调，2021，468：7478.工程原理M.清华大学出版社，2021：150151.【5】张广明.数据中心根底设施设计与建设M.电子工业出版社，2021：264268.
大型数据中心空调制冷系统技术
