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數(shù)據中心水冷冷水機房空調
數(shù)據中心水冷冷水機組+開式冷卻塔+板式換熱器自然冷卻系統(tǒng)適用于長江流域地區(qū)。室外環(huán)境越低，冬季越長的地區(qū)，節(jié)能量越大。
數(shù)據中心水冷冷水機組+開式冷卻塔+板式換熱器自然冷卻系統(tǒng)優(yōu)勢：
與前面介紹的帶自然冷卻風冷冷水機組系統(tǒng)對比，數(shù)據中心水冷冷水機組在機械制冷工況時效率更高，更節(jié)能。
該系統(tǒng)的自然冷卻功能，節(jié)省不必要的電能消耗，降低運行成本，延長機組使用壽命。
該系統(tǒng)是適用于新建的數(shù)據中心。也適用于舊機房的節(jié)能改造，節(jié)能潛力大，值得大力推廣。
數(shù)據中心水冷冷水機組+開式冷卻塔+板式換熱器自然冷卻系統(tǒng)的缺點：投資比較大，在北方地區(qū)數(shù)據中心，冬季室外環(huán)境溫度過低，存在冷卻塔凍結隱患，該系統(tǒng)比較適合于長江流域地區(qū)。
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數(shù)據中心水冷冷水機組+開式冷卻塔+板式換熱器自然冷卻系統(tǒng)具有兩種運行模式：
自然冷卻系統(tǒng)與冷水機組聯(lián)合工作模式：V4與V5電動三通閥的A-C與A-B向均導通，部分冷卻塔出水進冷水機組的冷凝器，部分冷卻塔出水進入板式換熱器；V2電動兩通閥全開，V3電動兩通閥全關，從數(shù)據機房空調設備出來較高溫度的回水先進入板式換熱器初步降溫，再進入冷水機組蒸發(fā)器進一步降溫，達到供水溫度后被送入數(shù)據機房空調設備。
自然冷卻系統(tǒng)獨立工作模式：冷水機組停止運行，V4與V5電動三通閥的A-C向導通，A-B向關斷，所有冷卻水均進入板式換熱器，V2電動兩通閥全關，V3電動兩通閥全開，冷凍水不再經過冷水機組的蒸發(fā)器。
3、數(shù)據中心用地表水自然冷卻水冷冷水機組系統(tǒng)
此節(jié)能解決方案基于中大型數(shù)據中心的環(huán)境條件，地表水具有充足的流量情況下。在冬季時段，取臨近的低溫地表水作為天然冷源，通過板式換熱器與冷凍水回水熱交換后，達到為冷凍水降溫的目的，用以替代水冷離心機組、冷卻水泵和冷卻塔運行，降低空調運行能耗，減少冷卻塔漂水和蒸發(fā)造成的自來水損失。以南京至上海的長江流域為例，采用數(shù)據中心用地表水自然冷卻水冷冷水機組系統(tǒng)全年節(jié)能比例可達20%左右，而采用水冷冷水機組+開式冷卻塔+板式換熱器的節(jié)能比例僅有11%。
應用地表水自然冷卻系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在兩方面：
（1）使用臨近水源：地表水自然冷卻系統(tǒng)充分利用了自然環(huán)境的能源，大大減少了冬季冷水機組和相關輔助設備的運行，延長了冷水機組和相關輔助設備的壽命。不但降低整個系統(tǒng)的運行能耗，還減少了二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物的排放。在為企業(yè)創(chuàng)造經濟效益的同時，也為國家創(chuàng)造環(huán)境效益。
（2）運行穩(wěn)定且節(jié)能：地表水自然冷卻系統(tǒng)與開式冷卻塔+板式換熱器的自然冷卻系統(tǒng)對比，冬季地表水溫度低，由于水的比熱大，水溫穩(wěn)定波動小，地表水直接與空調系統(tǒng)的冷凍水通過板式換熱器換熱，故地表水自然冷卻系統(tǒng)運行時間長而且節(jié)能量大。
（1）單獨運行：地表水自然冷卻系統(tǒng)單獨運行時，回水進入板式換熱器，經過與地表水熱交換后降溫至設定值，替代水冷離心機組運行，節(jié)省了水冷離心機組、冷卻水泵、冷卻塔等設備的運行能耗。
（2）聯(lián)合運行：地表水自然冷卻系統(tǒng)與水冷離心機組聯(lián)合運行時，回水先經過地表水自然冷卻系統(tǒng)，初步降溫后再經過水冷離心機組進一步降溫至設定值，節(jié)省了水冷離心機組、冷卻水泵、冷卻塔等設備的運行能耗。
數(shù)據中心用地表水自然冷卻水冷冷水機組系統(tǒng)適用于長江流域或以長江以南的地區(qū)，而且附近臨水（河水、湖水等，只要水量足夠的地表水均可）的數(shù)據中心。
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冷凍水機組是通過冷凍水來控制室內環(huán)境。這款機組機型設計簡單，性能卓越。其微處理控制器通過三通電動冷凍水閥的調節(jié)，精確地控制室內空氣條件。該系統(tǒng)使用于有中央空調冷凍水系列的場所,利用用戶冷凍水進行制冷。自然冷卻風冷冷水機組系統(tǒng)
數(shù)據中心是耗能大戶，而機房精密空調系統(tǒng)在整個數(shù)據中心的能耗占比超過30%，僅次于IT設備的能耗，所以在數(shù)據中心空調系統(tǒng)設計中，對節(jié)能的重視程度日益高漲，而自然冷卻技術作為最核心的節(jié)能技術，根據數(shù)據中心地理位置、氣候條件、能源供給等方面的不同特點，會有不同的表現(xiàn)形式和架構類型，其中，最為成熟和常見的有以下3種形式：
1、數(shù)據中心專用帶自然冷卻風冷冷水機組系統(tǒng)
數(shù)據中心專用帶自然冷卻風冷冷水機組，是專門為中大型數(shù)據中心機房專門設計制造的高可靠性的集中式冷源。與數(shù)據中心配套安裝于機房內的冷凍水型機房空調一起組成了數(shù)據中心機房專用的空調冷凍水系統(tǒng)。
數(shù)據中心專用帶自然冷卻風冷冷水機組的主要部件包括了螺桿式壓縮機、風冷冷凝器、冷凝風機、膨脹閥、蒸發(fā)器，還包含了自然冷卻盤管、電動三通閥等。
數(shù)據中心專用帶自然冷卻風冷冷水機組的原理：在電腦控制系統(tǒng)管理下，當冷凝器的進風溫度低于回水溫度2℃時，自然冷卻便開始工作，進入部分自然冷卻模式，從數(shù)據機房出來的回水被送到自然冷卻盤管先利用室外低溫空氣進行冷卻，這是預冷卻的階段；再被送到蒸發(fā)器冷卻，減輕壓縮機的工作負荷。自然冷卻盤管與壓縮機機械制冷同時工作。隨著冷凝器的進風溫度逐漸降低，自然冷卻制冷量逐漸增加，壓縮機機械制冷量逐漸減少，當冷凝的進風溫度降到設定值時，進入全部自然冷卻模式，冷卻工作全靠自然冷卻盤管完成，壓縮機機械制冷停止運行。節(jié)能比例可達20%~80%，該系列機組應用于北京地區(qū)全年節(jié)能量約為39%，應用于沈陽地區(qū)全年節(jié)能量約為61%，應用于哈爾濱地區(qū)全年節(jié)能量約為72%。數(shù)據中心專用帶自然冷卻風冷冷水機組系列單臺機組制冷量從115~1744kW。
數(shù)據中心專用帶自然冷卻風冷冷水機組適用于長江流域或以北的大部分地區(qū)。室外環(huán)境越低，冬季越長的地區(qū)，節(jié)能量越大。自然冷卻風冷冷水機組機械制冷原理圖。
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數(shù)據中心專用帶自然冷卻風冷冷水機組優(yōu)勢：
帶自然冷卻風冷冷水機組配置了螺桿式壓縮機，具有較高的運行可靠性。能滿足數(shù)據中心具有全年365天，每天24h連續(xù)運行的特點。
帶自然冷卻風冷冷水機組綜合能效要比單元式直接蒸發(fā)式機房空調的能效要高，在同等負荷條件下，更加節(jié)能。
帶自然冷卻風冷冷水機組系統(tǒng)對應的采用集中式空調水系統(tǒng)形式，故自然冷卻風冷冷水機組系統(tǒng)可實施更多的節(jié)能技術。
帶自然冷卻風冷冷水機組系統(tǒng)適用于新建的中大型數(shù)據中心，節(jié)能潛力大，值得大力推廣。
帶自然冷卻風冷冷水機組系統(tǒng)的優(yōu)勢：更適合在北方低溫地區(qū)數(shù)據中心使用，與水冷冷水機組相比系統(tǒng)相對簡單，運維管理方便，不存在冬季冷卻水凍結等問題。
帶自然冷卻風冷冷水機組的缺點：夏季等高溫季節(jié)能效比較低，在南方地區(qū)數(shù)據中心節(jié)能量比較小，使用受到限制。
數(shù)據中心專用帶自然冷卻風冷冷水機組具有3種運行模式：
機械制冷模式：從數(shù)據機房出來的回水直接進蒸發(fā)器冷卻。壓縮機與風冷冷凝器均運行在機械制冷模式。
部分自然冷卻模式：當空氣溫度降到低于回水溫度2℃時，回水直接進入自然冷卻盤管，在進入蒸發(fā)器前先利用室外空氣進行冷卻，部分自然冷卻模式時，回水是靠自然冷卻盤管預冷卻再靠壓縮機機械制冷的蒸發(fā)器冷卻。
全部自然冷卻模式：當空氣溫度降到設定值時，冷卻工作全靠自然冷卻盤管進行，壓縮機機械制冷停止工作。
2、數(shù)據中心水冷冷水機組+開式冷卻塔+板式換熱器自然冷卻系統(tǒng)
目前，中央空調形式的中大型數(shù)據中心最常用的兩種空調形式，一種是數(shù)據中心專用帶自然冷卻風冷冷水機組系統(tǒng)，另一種就是數(shù)據中心水冷冷水機組+開式冷卻塔+板式換熱器自然冷卻系統(tǒng)。水冷冷水機組+開式冷卻塔+板式換熱器自然冷卻系統(tǒng)在長江流域的中大型數(shù)據中心比較常見，為數(shù)據中心機房、程控交換機房、計算機房等多種高精度要求的高科技設備場所專門設計制造的高可靠性符合工藝要求的專用冷源。與水冷冷水機組+開式冷卻塔+板式換熱器自然冷卻設備配套安裝于機房內的空調設備冷凍水型機房空調一起組成了數(shù)據中心水冷冷水機組+開式冷卻塔+板式換熱器自然冷卻系統(tǒng)。
數(shù)據中心水冷冷水機組+開式冷卻塔+板式換熱器自然冷卻系統(tǒng)既包含了螺桿式水冷冷水機組（或離心式水冷冷水機組）、冷凍水循環(huán)水泵、冷卻水循環(huán)水泵、開式冷卻塔、板式換熱器、電動三通閥門、電動兩通閥等主要設備。
數(shù)據中心水冷冷水機組+開式冷卻塔+板式換熱器自然冷卻系統(tǒng)的工作原理如下：
（1）當開式冷卻塔的出水溫度低于冷凍水系統(tǒng)的回水溫度3℃時，進入板式換熱器自然冷卻與冷水機組聯(lián)合運行工作模式，這時V4與V5電動三通閥的A-C與A-B向均導通，部分冷卻塔出水進冷水機組的冷凝器，部分冷卻塔出水進入板式換熱器；V2電動兩通閥全開，V3電動兩通閥全關，從數(shù)據機房空調設備出來較高溫度的回水先進入板式換熱器初步降溫，再進入冷水機組蒸發(fā)器進一步降溫，達到供水溫度后被送入數(shù)據機房空調設備。板式換熱器自然冷卻與冷水機組聯(lián)合運行時，冷水機組的部分負載工作，冷水機組的一部分負載被自然冷卻系統(tǒng)代替。自然冷卻系統(tǒng)替代了冷水機組螺桿壓縮機的部分負載，從而產生節(jié)能量。
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