采用自然冷卻冷水機組作為集中冷源為機房空調提供冷量,已經(jīng)取得了非常好的節(jié)能效果,那是否還可以將能耗降到更低呢?雖然室外溫度由氣候環(huán)境而定,無法人為改變,但是冷凍水系統(tǒng)的回水溫度可以進一步優(yōu)化,從而實現(xiàn)進一步的節(jié)能。
冷凍水系統(tǒng)的回水溫度越高,室外自然冷卻功能開啟的溫度就越高,所以通過提高回水溫度可以繼續(xù)優(yōu)化節(jié)能效果。具體實現(xiàn)方法是通過合理設計室內機的氣流組織提高回風溫度,而且可以通過優(yōu)化室內機雙向閥開度的控制邏輯,使冷水機組變流量運行,實現(xiàn)進一步的節(jié)能。
當實際熱負荷小于設計值時,如果冷水機組以恒定流量運行,則回水溫度將降低,而如果變流量運行,則回水溫度會明顯升高。比如,當以75%負荷運行時,恒定流量回水溫度為12℃,而變流量回水溫度為18℃。置換送風空調與其他空調最大的區(qū)別就在于,它的回水溫度會隨著負荷的降低而升高。在數(shù)據(jù)中心的運行負荷范圍內,這種回水溫度的溫差大概在6℃~7℃之間。
只能定流量運行的普通自然冷卻冷水機組的節(jié)能效果與新方案中的節(jié)能效果根本無法相比。因為它不具備變流量運行的功能,為了彌補這一缺陷,對冷凍水流量進行調節(jié),在普通冷水機給水和回水之間加入旁通。這樣流入室內空調機的流量可以根據(jù)室內熱負荷而變化,而回水與部分給水混合后再進入冷水機,回水溫度也相應降低,這樣對于室內空調機組起到了節(jié)能效果,提高了回水溫度,但另一方面旁通卻會對冷量造成極大的浪費。
全新解決方案中的冷水機組,通過冷凍水循環(huán)管路的精心設計以及控制邏輯的優(yōu)化,實現(xiàn)與室內機的匹配,將自然冷卻的效益發(fā)揮到最大,將能耗降到最低,并且可以根據(jù)室內熱負荷以及室外環(huán)境的變化進行靈活的調節(jié),始終使機組保持高效運行。
新的冷水機組在給回水之間并沒有加旁通,而是通過與室內機的雙向調節(jié)閥相匹配,實現(xiàn)對冷凍水流量的控制,從而使節(jié)能效果最大化。以1MW的熱負荷為例,與傳統(tǒng)冷水機組相比,普通定流量自然冷卻冷水機組根據(jù)當?shù)貧夂虿町惪梢怨?jié)能20%~30%,而全新ICT機房空調解決方案可以實現(xiàn)50%~70%的節(jié)能,使得運行費用大幅縮減,而為此增加的費用,兩年內就可以收回,而整個機組的使用壽命至少有10年。
隨著整個社會信息化程度的不斷提高,對于數(shù)據(jù)中心的需求也越來越大,在有限的空間內IT設備的密度和業(yè)務都不斷增大,隨之而來的是用電負荷的逐漸加大,熱流密度的不斷提高,這就要求我們不斷探索新的空調解決方案。
作為數(shù)據(jù)中心空調的集中冷源,冷凍水系統(tǒng)與各自獨立的直接膨脹式空調系統(tǒng)相比,制冷效率更高,設備更集中更少,運行更穩(wěn)定,故障率和維護成本更低,國外眾多大型數(shù)據(jù)中心普遍使用冷凍水空調系統(tǒng)。
由于數(shù)據(jù)中心熱負荷較大,常年需要冷水機組運行,即便室外溫度很低的情況下也要照常工作。這樣,當室外溫度較低時,就可以利用冷空氣冷卻高溫回水,不需要開啟壓縮機即可為空調室內機提供冷量,這種方法即為自然冷卻方法。利用自然冷卻效應開發(fā)的冷水機組即為自然冷卻冷水機組,它與普通冷水機組最大的區(qū)別在于它在冷凝盤管之前安裝了自然冷卻熱交換盤管,旨在優(yōu)先利用環(huán)境冷空氣冷卻盤管內的回水。