机房节能空调 机房节能空调：机房空调选择要因地制宜

机房节能空调绿色数据中心空键

目前数据中心能耗严重，出现各种水冷空调节系统。在选择机房空调节系统时，需要进行剪裁以适应当地气候。

实际上，数据中心能耗问题是一个非常严重的问题。比如深圳某银行系统的信息中心机房，一年电费达到800万，约为40万元/平米/年，而另一个档次是400平米国家级单位的高密度核算中心， 而年电费高达1300万元，根据查询结果，普通低密度企业数据中心单位面积年电费约为0.4-1万元，普通互联网数据中心为0.8-1.5万元。 单位面积电费可以根据服务器的用电量大致核定。比如一台1kW功率的服务器，长时间满负荷运行，每年耗电8760kWH，电费8000元左右。服务器在实际运行负载下的功耗约为满载的40%-60%；然而，为服务器提供环境的机房设备消耗的电能可能是服务器能耗的2-3倍。如果一个数据中心有100台服务器，综合考虑以上两个因素，服务器的总电费将达到每年80万元。

数据中心的电力主要消耗在两类设备上:IT设备和机房设备。IT设备主要包括服务器、存储设备和网络设备；机房内设备包括UPS、配电设备、电缆、空调节器、新风扇、加湿器、照明设备、监控设备等。从目前国家表中的查询数据来看，大部分数据中心机房设备的耗电量都高于IT设备。

在这个典型的数据中心，空调制系统消耗45%的电力，UPS供配电系统消耗24%的电力，照明系统消耗1%的电力，IT只获得30%的电力。根据广州电信规划院提供的数据，广州大型IDC机房空调度系统年用电量占IDC总用电量的45%。

机房空系统调整解决方案

在数据中心空调节系统中，主要分为风冷直接蒸发空调节系统、水冷直接蒸发空调节系统、冷冻水空调节系统、双冷源空调节系统等。

数据中心空调度系统作为收集冷源的冷冻水系统。与独立的直接蒸发空调度系统相比，该系统制冷功率更高，设备集合更少，运行更稳定，故障率更低，保护成本更低。国外很多大型数据中心在全球范围内使用冷冻水空调度系统。Alsi提出的数据中心自然冷却冷冻水系统已获国家专利批准。经过冷冻水循环管道的精心规划和运行逻辑的优化，能够与机房空的气流分布完美匹配，并能够根据室内热负荷和室外环境的变化，灵敏地调节冷冻水流量，最大限度地发挥自然冷却的效益，保持机组始终高效运行。这种数据中心空调度解决方案可以根据装置区不同的气候条件，节能20% ~ 50%，大大降低运行成本。为此目的增加的空调度设备的初期投资最多可在两年内收回，所有机组的使用寿命至少为10年。

冷冻水空调节系统包括冷冻水装置和没有冷源的冷冻水主机。

冷水主机分为普通冷水主机和自然冷水主机。通常，冷水主机通常安装在建筑物的屋顶之外，是为室外设备设计的，没有添加任何针对恶劣天气的保护措施。冷水机组根据冷凝方式的不同可分为风冷和水冷。以风冷冷水主机为例，其工作原理是带室内热量的高温回水流入机组，进入管壳式蒸发器，由制冷剂盘管冷却，热量传递给制冷剂，制冷剂被带到风冷冷凝器，由风机驱动的环境空空气进行强制散热。根据经验，一套空调节设备的均匀制冷量为计划值的85%，其余作为制冷量备用。

自然冷却冷水主机工作原理:当室外温度较低时，可以用冷空空气冷却高温回水，不用打开压缩机就可以向空室内机提供冷量。这种方法叫做自然冷却法。利用自然冷却效应开发的冷水主机就是自然冷却冷水主机。它与通常的冷水主机最大的区别在于，它在冷凝器盘管之前安装了自然冷却换热盘管，旨在最早利用环境冷空气冷却盘管中的回水。另一个区别在于内部水循环系统的规划。自然冷却循环中，三通调节阀用于连接循环水路和自然冷却换热盘管。

本来自然冷却冷水主机的工作原理并不乱:当三通调节阀中的旁路B完全关闭，A、C接通时，自然冷却换热盘管关闭，所有冷量由压缩机制冷提供；当室外温度低于回水温度时，A关闭，B接C，回水经自然冷却换热盘管预冷后进入蒸发器。这样压缩机只需一些操作就能满足空制冷量的要求，进而节省大量能耗；室外温度足够低时，A关闭，B接c，自然冷却后，完全可以满足制冷量需求空，压缩机停机。此时机组总能耗显著降低，仅包括自然冷却系统能耗。一般情况下，室外温度越低，节能效果越显著。如果采用自然冷却冷水机组，每年比普通冷水机组节能20 ~ 50%左右，具体功能会因厂区气候条件不同而有什么不同？

风冷直接蒸发机组适用于缺水地区和没有冷却水系统的地方。室外机可以外装，也可以外装。系统简单，不必考虑配备水泵和冷却塔，也不必收集冷冻水系统为其服务。缺点是房间面内机前管道长度有限，当接待超过房间面内机前60米时，应根据实际情况采取解决办法。

水冷式直接蒸发装置适用于有集中冷却水系统的场合。机组能效高于风冷机组，机组不受室外场所限制。

双冷源机组具有直接蒸发和冷冻水机组的两个优点，同时还具有冷源互为备份的特点。使用用户冷冻水资源时，只有冷冻水盘管换热，压缩机停止运行，有利于节能。当用户停止中央空冷冻水系统时，机组启动压缩机进行制冷。

机舱空调节系统的分析与比较

以一个面积为8000平方米、热负荷为500瓦/平方米的数据中心为例，它有不同的空调节系统(自带冷源的风冷直接蒸发机组、水冷直接蒸发机组、普通通风冷冷水主机组加冷冻水机组、自然冷却冷水主机组加冷冻水机组、水冷冷水主机组加冷冻水机组、双冷源型空

首先，从空调度系统总投资对比可以看出，双冷源系统具有风冷和冷冻水系统两个特点，投资成本最高，但系统运行最稳定，检修保护量最大。

自然冷却水主机加冷冻水机组和普通空气冷却水主机加冷冻水机组的投资成本合适，远小于双冷源系统。自然冷却冷水机组在不同的植物条件下可以达到不同的节能效果。因此，在合适的工厂地址推荐使用自然冷却冷水机组。风冷直接蒸发机组和水冷直接蒸发机组的总投资最小。空冷机组适合全国灵敏度最高的地区，水冷机组更适合南方地区。

从上述空调节系统的对比分析中不难看出，哈尔滨作为北方城市，四季分明，冬季气温相对较低，不适合采用水冷系列。所以对比中没有考虑这个空调节系统，对比中发现自然冷却水主机和冷冻水机组节能效果显著，耗电量显著降低。由于北京每年约有30%的时间气温低于10℃，所以自然冷却冷水机组和冷冻水机组比普通冷水主机和冷冻水机组节能30%。与其他空控制系统相比，功耗也显著降低，节能效果显著。在均匀温度高的城市，如上海、广州、贵阳等。，利用环境温度很难完成自然降温功能。相比之下，不建议使用自然冷却冷水主机加冷冻水机组。从系统总投资可以看出，水冷冷水主机加冷冻水机组的总投资最小。在计算设备的总冷却功率和耗电量时，直接蒸发机组最高，而加热器和加湿器的耗电量没有考虑在内。在一起练习机组运行时，由于室内环境的变化，压缩机会频繁启动，必然导致耗电量的增加。但水冷冷水主机加冷冻水机组的情况没有直接蒸发机组频繁。因此，从能耗角度考虑，直接蒸发式机组不如水冷式冷水主机加冷冻水机组系统。经核算，水冷冷水主机加冷冻水机组系统比风冷直接蒸发机组节能20%左右。