数据中心蓄冷系统选择-孙长青

本文由钛基数据设计总监孙长青分析数据中心为何常选择水蓄冷系统。水蓄冷虽然单位体积蓄冷量小,但因其系统简单、可靠性高、与冷冻水系统兼容性好,适合数据中心的短时蓄冷需求和安全性要求。同时,文章探讨了蓄冷系统的形式,推荐大型数据中心采用冷水机与蓄冷罐并联的并联系统。

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钛基数据设计总监 孙长青

摘要:在数据中心的大型空调水系统中,为了达到连续制冷的功能,采用的措施主要是蓄冷技术。在Uptime 对于T4等级的数据中心要求里,明确要求了连续制冷功能;在其他规范和标准里面,对于这个功能没有明确而具体的要求。但针对非有计划的失电时,仍然需要保证空调系统提供正常冷却功能的数据中心来说,设置蓄冷系统不失为一个既技术可行又经济的选择。那么,到底选择什么蓄冷形式适合作为数据中心的蓄冷系统呢?
关键词:数据中心 水蓄冷 冰蓄冷 蓄冷罐 一次泵 二次泵

☆孙长青,本科,学士学位,高级工程师(暖通空调),设计总监

  1. 为什么数据中心选择水蓄冷系统?
    工程中常用的蓄冷介质有下列三种蓄冷介质:
     水:利用水的温度变化储存显热量,蓄冷温度一般取4℃以上,蓄冷温差为5~11℃。水的单位体积蓄冷量较小,为5.8~12.77kW·h/m3,蓄冷贮槽体积较大。制冷机可以按常规空调工况或者稍低温度运行。
     冰:利用冰的溶解潜热储存冷量,制冰温度一般取—4~—8℃;冰的单位体积蓄冷量较大,为40~50kW·h/m3,冰蓄冷贮槽所占容积较水蓄冷小。冰蓄冷可提供较低的供水温度,但至少1台制冷机为双工况型,在制冰期间的效率会有所下降。
     共晶盐:无机盐与水的混合物称为共晶盐,共晶盐的相变温度一般为5~7℃。该蓄冷方式的单位体积蓄冷量约为20.8kW·h/m3,所需蓄冷槽的体积介于冰蓄冷和水蓄冷之间。制冷机可按常规空调工况运行。
    综上,水蓄冷是单位体积蓄冷量最小的蓄冷方式,需要的蓄冷槽容积最大;但水蓄冷是目前数据中心常用的蓄冷形式,为什么要选择水蓄冷而不是选择其他蓄冷方式呢?有以下几个原因:
  1. 数据中心项目的冷冻水温度都较高,有的系统冷冻水供回水温度做到17/23℃;如果采用水蓄冷,冷水机的运行可以做到只有一种工况,而不是采用双工况冷水机,按照系统供水水温提供出水温度即可,可以在原有冷机参数的基础上设计蓄冷系统的水温参数,并且可以保证供冷及蓄冷工况时的冷水机效率均较高。
  2. 数据中心的蓄冷时间较短,满足市电柴电转换时间即可,一般设置为15分钟,也可以更短,所以水蓄冷单位体积蓄冷量小的劣势没那么明显,数据
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