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浅谈机房精密空调设备制冷系统
添加时间:2019-02-23
一般制冷机的制冷原理压缩机的作用是把压力较低的蒸汽压缩成压力较高的蒸汽,使蒸汽的体积减小,压力升高。压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸汽,使之压力升高后送入冷凝器,在冷凝器中冷凝成压力较高的液体,经节流阀节流后,成为压力较低的液体后,送入蒸发器,在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽,再送入压缩机的入口,从而完成制冷循环。
 
(一) 风冷式系统
 
1、 风冷式机组的组成及工作原理
 
风冷式直接蒸发系统使用冷媒作为传热媒介。机组内的制冷系统由蒸发盘管、压缩机、冷凝器等制冷管路组成,室内空气穿过机组内部风道进行循环。将远端的风冷冷凝器与室内机相连接,整个制冷循环在一个封闭的系统内,从而吸收房间内的热负荷并排放到大气中去。
 
2、 风冷式机组的应用特点
 
风冷式机组在数据中心机房的应用最为广泛,它具有以下特点。
 
优点:
 
(1) 直接蒸发制冷循环,没有冷冻水和冷却水系统。
 
(2) 每个机组都有自带的压缩机,可以在每个机房内实现N+1的备份方式。
 
(3) 安装内容相对简单。
 
(4) 室外机安装分散,不需太多考虑室外机承重问题。
 
(5) 日常维护相对简单,不需考虑水系统。
 
缺点:
 
(1) 对于大型数据中心,每个机组、压缩机制冷系统均需要一套制冷铜管连接,工程量巨大。
 
(2) 室内机、室外机距离受到限制,当量长度大于50m时效率会有较明显的下降。
 
(3) 在大型数据中心中室外机由于数量较多,占用的面积要相对大一些。
 
(二) 水冷或乙二醇水冷式系统
 
1、 水冷式机组的组成及工作原理
 
水冷或乙二醇冷却系统的内部结构与风冷式机组相同,室内空气通过蒸发器盘管循环。与风冷式不同的是,水冷机组内部安装有板式冷凝器,将实现房间 热量与乙二醇溶液之间的热转换。该冷凝器内的液体作为一个二级传热媒介,被抽到远处安装的空气冷却式干冷器或冷却塔内,热量在那里最终排到大气。水冷却系 统机房专用空调机组每台机组均自带制冷循环系统,并配有单独的水冷冷凝器,冷凝器置于室内机内部。所有机组的冷却水可以做成一个冷却水循环系统,由水泵提 供循环动力,室外冷却水可采用开放冷却水塔和封闭干冷器两种方式。机房专用空调要求一年四季连续运行,封闭干冷器更为耗能,不宜采用;通常采用冷却水塔的 冷却方式。
 
从节能方面考虑,有的专用空调机组在水冷或乙二醇冷却系统的蒸发器上平行加入一个自然冷却用的盘管。在较低的室外环境温度下,通过中央控制器精 确地控制阀门,自然冷却盘管将吸收室内的全部的传热量。在换季期间,环境温度将降至机房所需的温度以下,自然冷却盘管将提供预制冷以减少压缩机的运行时 间,压缩机一般只需80%的输入功率,因此可以显著地节省成本。

 
2、 水冷式机组的应用特点
 
优点:
 
(1) 每个机组的冷凝器、蒸发器均在室内机内部,制冷循环系统在机组内部完成,制冷效率相对风冷机组高。
 
(2) 不需要室内、室外机的连接铜管,只需要一组冷却水管道可以将所有的机组连接在一起,在大型数据中心系统里,工程量能相对减少,不存在室内、室外机距离限制。
 
(3) 可以用几组较大的室外干冷器做N+1备份工作方式,在中大型数据中心占地面积相对较小。
 
(4) 扩容方便,初期设计时留好接口,不需要在投入使用后需要扩容时再寻找室内、室外机通道。
 
(5) 水循环管道不需要太厚的保温处理,节省通道空间。
 
缺点:
 
(1) 数据中心内部带有水循环系统,需要设置防漏水检测系统和防护措施。
 
(2) 施工工程相对复杂,需要有压力管道施工工艺的工程队完成。
 
(3) 日常维护的工作较风冷型复杂,对水质的要求相对较高,故障率和维护成本较高,容易形成单点故障,但比冷冻水型简单。
 
(4) 节能效果有限,在中小机房使用能耗较高,在大型机房中使用较风冷型空调能耗低但较冷冻水型能耗高,同时运行维护费用不低,因而一般使用水冷空调的机房较少。
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