某数据中心空调系统运行中存在的问题及解决方案.docx

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1、摘要自2000年以来，互.联网大数据应运而生并逐渐成为经济发展的一大必备资源，衣食住行都离不开互.联网络。通过互联网大数据传播信息的即时性与准确性来满足办公、教学、娱乐等人类的各种需求。正因如此，“大数据这个字眼逐渐在近几年火了起来，耳.联网的大数据运行基于数据库，互联网数据库发展的箝头越迅猛，大数据的庞大性就得以体现存放大数据的计算机机房的稳定运行需要适宜的空气状态参数来保障，合适的温湿度参数由机房空调来实现。数据中心机房的稳定运行需要空调系统供冷的保障，而且这种需求是相当精密的，机房空调的运行需要极商的超定性，全年室内状态参数一定，不允许有任何波动出现影响数据中心的运行。由于数据中心机房耗

2、电严至、散热量大的特点，使得其对空调的要求很高，机房运行时的室内参数全年一定，在规范中明确规定了温湿度的范围，所以，数据中心机房空调系统运行中存在的实际问题分析及探讨解决方案，运行设计一个合适的空气谢节控制系统是十分必要的。现代化社会的快速发展离不开互联网系统，而数据中心的节能高效运行正是互联网存在的前提。关键词：数据中心空调系统控制系统稳定运行AbstractSince2000.Intc11ctbigdatacameintobeingandgradua1.1.ybecomeaneccssar),resourceforeconomicdeve1.oP1.nenI.ThroughInternet

3、bigdatadisseminationofin1.brma1.ioninstan1.anei1.yandaccuracytomeetoffice,teaching.entertainnen1.andotherhumanneeds.Becauseofthis,thewordbigdatahasbeenonfireinrecentyears.The1.argedataoperationoftheInternetisbasedonthedatabase,thedeve1.opmentoftheInternetdatabaseisbecomingmoreandmorerapid.andthehuge

4、datacanbecmbodicd.Thcstab1.eopc1111ionofthccomputerroomforstoring1.argedataneedsproperairconditionparameterstoensurethattheappropriatetemperatureandhumidityparametersarerea1.izedbytheair-conditionerofthecomputerroom.Thestab1.eoperationof(hedatacentermachineroomneeds(heguaranteeofthecoo1.ingoftheairc

5、onditioningsystem,andthisdemandisquiteprecise.TheoperationoftheairconditionerinthemachineroomneedsVeryhighStabi1.ity1T1.ieparametersoftheindoorconditioninthewho1.eyearwi1.1.nota1.1.owanyf1.uctuationtoaffecttheoperationofthedatacenter.Becausethepowerconsumptionofthedatacentermachineroomisseriousandth

6、eheatdissipationis1.argc.thcrequirementoftheairconditioningisvcrj,high.Thcindoorparametersoftheengineroomruna1.1.theyear,therangeoftemperatureandhumidityisc1.eaiydefinedinthestandard.So,theactua1.prob1.emsintheoperationoftheairconditioningsysteminthedatacentermachineroomareana1.yzedandtheso1.utionsa

7、rediscussedandtheoperationdesignisdesigned.Asuitab1.eairconditioningcontro1.systemisverynecessary.Therapiddeve1.opmentofmodemsocietyisinseparab1.efromtheInternetsystem.andtheenergy-efficientoperationofdatacentersis(hepremiseof(heexistenceoftheInternet.第1章绪论自2000年以来，互联网大数据应运而生并逐渐成为经济发展的一大必备资源,衣食住行都离不

8、开互联网络。通过互联网大数据传播信息的即时性与准确性来满足办公、教学、娱乐等人类的各种需求。正因如I此，大数据”这个字眼逐渐在近几年火了起来，互联网的大数据运行基于数据库,互联网数据库发展的势头越迅猛，大数据的庞大性就得以体现。存放大数据的计算机机房的稳定运行需要适宜的空气状态参数来保障，合适的温湿度参数由机房空调来实现。数据中心机房的稳定运行需要空调系统供冷的保障，而且这种需求是相当精密的，机房空调的运行需要极高的稳定性，全年室内状态参数一定，不允许有任何波动出现影响数据中心的运行。由于数据中心机房耗电严重、散热量大的特点，使得其对空调的要求很高，机房运行时的室内参数全年一定，在规范中明确规

9、定了温湿度的范隹I，所以，数据中心机房空调系统运行中存在的实际问题分析及探讨解决方案，运行设计一个合适的空气调节控制系统是卜分必要的。现代化社会的快速发展离不开互联网系统，而数据中心的节能高效运行正是互联网存在的前提.第2章数据中心空调系统的概述2.1数据中心对空调系统安全要求数据中心空调负荷较大，一旦制冷系统出现故障，IT设备般热量无法及时消除，机房温度很快超过IT设备J.商对机房环境温度的要求，可能会导致宕机或者IT设备损坏,因此设计须避免空调制冷系统的单点故障，保证系统7*24h不间断供冷，并且能在线维护。空调采用温湿度独立控制空调系统。制冷机按N+1设置备用，同时蓄冷罐作为应急备用冷源

10、，保证系统断电时不间断供冷。其次管路方面：冷源侧及末端均采用环路设计，保证系统不间断运行。2.2数据中心节能要求新建数据中心在逐步降低PUE值。为了评价数据中心的能源效率，行业中采用PUE值进行考核，规定PUE=数据中心总设备能耗/TT设备能耗：显然PUE越接近1,表明能效水平越好。本数据中心空调系统，节能设计体现在以下四个方面：首先冷源方面：提高冷冻水出水温度及采用变速驱动的离心机有效提高其涉负荷及部分负荷的性能系数；其次；冬季采用免费供冷(FreeCoOHng)技术：笫三数据机房采用温湿度独立处理的空调系统；第四数据机房服务器采用封闭冷通道的冷却方式、避免冷风和热风的混合，从而提高末端冷却

11、的效率.2.3空调负荷及室内参数机房内空调负荷：主要有围护结构、人员、灯光、新风、IT设备负荷等。湿负荷主要为：工作人员进入机房及新风机故障导致新风未经处理而引入机房的偶然性湿负荷。负荷特点：新风量小、显热负荷大、湿负荷很小、空调送风量大、空调系统全年制冷运行，IT设备负荷占比重最大。本项目数据中心IT设备散热量为13860kW.UPS间散热量为1480kW.空调冷负荷为17360kW。2. 4空调系统2. 4.1空调冷源冷源选用6台离心式冷水机组(5用1番)单台机组制冷齐：3825kW,冷却水进出制冷机温度32/37T,冷冻水供回水温度为12/18C;单台机组的制冷量调节范围15%100%.

12、主要用来消除机房内的显热负荷。新风机组冷源采用3台制冷量为693kW风冷热泵机组（2用1备）。热泵机组夏季冷冻水供回水温度为7/12C。主要作为辅助区空调及新风机的冷3. 4.2应急冷源蓄冷罐作为应急冷源能保证在最大负荷下持续供冷15分钟的蓄冷量。当双路市电断电，柴油发电机启动至冷机正常运行这段时间，蓄冷罐放冷。向末端空调连续供冷（二次泵由UPS供电）。蓄冷罐平时蓄冷，蓄冷完成后关闭相应的阀门.蓄冷罐液面高度高于本数据中心最高冷冻水管3m以上，并设置检修孔和直通大气的通气孔。蓄冷樽储水温度12C。4. 4.3空调水系统空阔水系统采用二级泵变流量系统，-级泵与制冷机对应配宜，二级泵变流量运行。数

13、据中心空调要保证在线维护的需要，因此冷冻水系统采用环路布置当系统检测维修空调设备或阀门突发故障时，能及时关断故障设备两侧的阀门,检修或更换故障设备，同时保证除关断阀门管路之外的空调系统设备的正常运行.末端空调每层空调水路设置为同程环路，以便于空调系统水力平衡及在线维护。5. 4.5温湿度独立控制的空调方式通常机房内部的海度主要由新风控制，新风机组采用7C冷冻水。机房内部湿度是依据露点温度控制。夏季新风以室内露点温度送入室内，冬季新风过滤后处理到不低于室内露点温度送入室内。并设置转轮除湿机作为备用，保证除湿后温度能降低到机房内的温度。精密空调使用冷冻水供回水温度为12/18C承担机房显热负荷（桧

14、定状态室内露点温度为12C）。机房每个模块内设置2台湿膜加湿器，当机房内部湿度低于相对湿度10$（对应于18C状态点）启动加湿器。6. 4.5冷源节能设计在其他参数不变的情况下冷水机组效率对冷冻水出水温度变化比较敏感而对冷冻水温差变化不敏感。因此提高制冷机冷冻水出水温度使制冷机的COP提高约1025%由于数据中心使用率波动，数据中心多数情况下处于部分负荷状态运行。变速驱动的冷水机组在部分负荷下的性能系数远高于定速驶动的冷水机组“因此选用变领离心机能使系统能耗降低1030%。7. 4.6免费冷却技术应用当冷却塔出水温度低于I（TC（对应湿球温度约在6C左右）时可以不开制冷而直接采用冷却塔供冷：而

15、当出水温度高于】（TC时且不超过16C（对应湿球温度12C左右）时，可以采用部分自然冷却的措施：当出水温度高于16C时应完全采用制冷机供冷。上海地区日平均温度在5七左右的时间大约有3个月，其中冷却水出水温度低于IOC以下的时间累计约2个月，最高出水温度大于IOc而小于16C的时间超过1个月，因此约有2个月时间可以使用完全自然冷却，1个月时间可以部分使用自然冷却。根据室外环境温度的变化制冷站分为制冷模式、预冷模式、节能模式（自然冷却）。制冷模式由冷水机组供冷，制冷机工作，板换不工作：冷冻水流不经过板换直接被旁通之后进入制冷机。预冷模式是制冷机与板换同时工作，冷水先进入板换预冷后再进制冷机“节能模

16、式（冷却塔供冷模式）是当室外温度降到预设温度时，完全由冷却塔通过板换向接向末端空调供冷。2. 4.7封闭冷通道机房采用冷热通道隔离的气流组织：冷通道两端用玻璃双开门封闭，通道上方用顶板封闭，由此形成相对封闭的通道空间，防止冷热风混合，大大提高冷热空气的利用率，提高末端精密空调的制冷效率。数据机房树护结构设计时除了考虑保温之外还需要考虑隔离、隔汽和密封性能。为了安全和保证机房的恒温恒湿环境，机房设置独立空间有独立的内隔墙，与室外空气隔两道墙体，因此隔汽和密封性能都比较好。2. 5空调控制系统冷冻站的控制：冷水机组的自动控制除了保证冷冻水的供水温度外，还根据冷负荷变化自动调节冷水机组、冷冻泵、冷却

17、水泵和冷却塔的运行参数、自动显示冷水机组的各种参数及故障报警信号。冷却塔对进出水温度进行控制，冷冻水二次泵根据末端压差信号进行变频控制。蓄冷城的落冷、供冷及联合供冷工况下的阀门切换控制。冷冻水管路系统控制：环路中某段阀门能及时切断，同时监测冷冻水及冷却水回水温度，压力及流量等数据。精密空调机组系统配自诊断功能，具有高温报警、低温报警、高湿报警、低湿报警和机组周期维护提示、过浦器压差报警等功能。新风机组根据室内正压值控制以及根据处理露点对冷冻盘管进水两通阀的开度控制第3章空调系统运行常见问题的解决方法2.1 利用集成冷冻站的BA控制系统冷水系统的空调系统BA系统包括以卜.内容：是实现冷水系统的能

18、量控制管理，主要包括根据冷齐:负荷汁克对冷水机组进行台数控制、根据系统压差实现一次泵变流责:控制、根据冷却水供水温度实现对冷却水泵的控制管理：二是根据数据中心需求安排自动开关冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵等，并实现各设备之间开关机顺序及连锁保护功能：三是累计每台冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵运行时间，自动选择运行时间最短的设备启动，使每台设备运行时间基本相等，延长机组的寿命：四是动态显示机组、水泵及相关设备的运行状态和报警信息，自动记录系统数据，如遇故障则自动停泵，备用泵自动投入使用.3. 2利用系统冷控制管理制冷系统的制冷量是采用自动监测计算系统负荷方式，通过DDC控制系统控制制冷机组运行台数进

19、行控制。系统的供、回水温度以及回水流量可通过传感器输入到现场DDC控制器,根据这些参数，系统将能够计算出用户实际所需要的冷量，并将计算出的冷量值输入到能盘管理系统。根据冷负荷对冷水机组进行台数控制，设计根据分、集水器上的供回水温差及回水流量计算出系统冷负荷：Q=C1.x(T2-TI)式中：Q计算冷负荷；J流量，1.=1.I+1.2+1.3;T2回水温度；T1.供水温度；C水比热。同时，在低负荷时，系统实时监测冷水机组的冷冻水出水温度，当冷水机组出水温度低于系统冷冻水温度设定值并持续一段时间后，系统会自动关闭低负荷冷水机组，此时冷冻水系统仍继续运行，满足系统冷量低负荷运行要求：当冷冻水温度超出系

20、统冷冻水温度设定值并持续一段时间后，系统自动运行冷水机组，自适应冷水系统的负荷变化。系统在启动或低负荷运行时，先运行一台冷水机组，当第一台冷水机组启动60min后，冷水机组出水温度基本达检定温度，系统再启动负荷控制管理功能。每30min把计算出的实际冷负荷与当前运行机组的额定冷量比较，当实际负荷小于当前机组的额定总负荷一定量时，减少相应的机组台数运行；当实际负荷大于当前机组的额定总负荷一定量时，增加相应的机组台数运行。3.3利用BA控制调整冷冻水的出水温度冷水机组通常只钉不到时的时间在设计工况下运行。其他时间则在非运行工况下运行，期间的室外温度更温和，并且湿度低。分设计工况意味着冷负荷和冷凝器

21、入口水温(ECWT)都比设计工况低。充分利用这些条件是减少能耗的途径之一.冷冻水重设的基本概念已被认可了段时间了。当负荷降低时，即使冷冻水温度设得更高，冷却盘管也可以产生所需的冷猿，这是因为除湿的需求也更低了。通常，提高冷水机组的冷冻水出口温度（1.CHWT）可以降低压缩机的压头，从而节能:根据制冷原理P-H图可以直观的说明1.）由制冷原理图可以看出,提高冷冻水出水温度，蒸发器工作点由A-B,变成AMT,制冷剂A-B压力相对提高，压缩机做功（h3-h）相对诚少,主机功耗对应降低，能效比COP提高。2 .）冷冻水出水温度的设计值通常是选择在最恶劣的制冷工况下,相关的冷却盘管满足制冷需求时的冷冻水

22、出水湿度值.3 .）正常运行时，建筑物的负荷通常低于设“的最恶劣工况的负荷，因此在通常情况下，出水温度如果还按照设计值设定,那将导致不必要的过低的冷冻水出水温度,只会增加能耗。4 .）冷冻水出水温度每提高IC.冷水机组的效率就会增加约3%。机组的冷冻水出水温度可以利用微处理器控制装更进行手动承新设定或者自动设定。5 .）影响冷冻水出水温度调节的因素仃如下：a.环境温度，在较凉爽的季节，冷冻水出水温度可以设得高一点。b.冷冻水回水温度。冷冻水回水温度低,说明建筑物负荷较低，冷冻水出水温度可以设得高一点h2b22,=焙（三）/从冷冻水吸收的能量压缩机输入功给制冷剂的能量拌放给冷却水的能量一制冷量h

23、jB-hw根据YORKWORKS选型软件分析出，不同出水温度在部分负荷时的相对7C出水温度时节电率如下：根据室外温度、冷冻水回水温度、主机电流百分比可以判断主机的负荷情况。室外温度范围室外湿度范用时间比例时间（小时数）出水温度设定节能率33C5%67.5TC0.00%3233C75%5%67.57C0.00%65%6%817.5C1.47%3132C75%6%817.5C1.47%65%6%818C2.91%303IC75%6%818C2.91%65%6%818.5C4.34%29301C75%7%94.58.5C4.34%65%7%94.59C5.74%28-29-C75%6%819C5.7

24、4%65%6%819.51C7.12%2728C75%6%819.5C7.12%65%6%81108.49%2627*C75%6%81I(TC8.49%65%6%8110.5C9.83%25-26C75%5%67.510.5,c9.83%65%5%67.5nr11.15%按照时间累计，综合节能率=5.35%。通常情况下，提升冷冻水的出水温度就能降低压缩机运行压头，从而起到节能的效果。实际经验证明，冷冻机组运行负荷在40%20范围内，冷冻水出水温度每提升IC可节能35%o注：变频离心机组，在低于80%的负荷条件下，每提升IC的冷冻水出水湍度，节能而且，即使机组的运行负荷低到10%,这样的节能效果

25、依然存在。BA控制降低冷却水的入口温度，从节能的角度出发，在保证冷水主机的最低冷却水保护水温的基础上，冷却水水温每低IC,冷水主机的能耗将降低约3%。某数据中心每台冷水主机的能耗约为：323KW;每降低1T,冷水主机的能耗将降低323KW3%=9.69KW:每台冷却水泵通常可降的最低频率为35Hz.则冷却水泵变频可节能：45KW*().3=I3.5KW通过以上计算可以看出,采用冷却水泵变频实际并节能效果不太明显，故保建议不采用冷却水变频水泵，因为冷却水温度越低，主机的效率越高。冷却水系统变频会导致机组能耗增加，容易结垢，而I1.容易进入喘振区域。没必要在冷却水系统上安装旁通环路人为提高冷却水温

26、度,使主机在过渡季和电机不能充分利用低温冷却水带来的巨大节能效果！通过控制冷却塔进水电动蝶阀保证冷却水出水压力。运行测量数据表明，冷却水入水湍度每卜降1C,机组的能耗即可减少3M增加冷却塔的投入，控制冷却水入水温度处于冷冻机厂家推荐的最低温度水平。这样更利于节能的实现。3.4消除设备泄漏点对于负压冷冻机组而言，空气等不凝性气体会通过漏点进入系统内部。并最终聚集在冷凝器，占据制冷剂的冷凝空间。不凝性气体存在度每增加1U,系统的能耗增加3幻在正压机组中，漏点的存在会使制冷剂泄漏到大气中，减少系统中制冷剂的充注量。3.5降低冷机冷凝器铜管的污垢系数“冷凝器的小温差值”每降低1P,制冷机组运行能耗下降

27、3%“冷凝器小温差值”应控制在6C10*C范困内。一般通刷铜管就足以解决问题，但有时则必须进行化学清洗,而长期难以解决的脏堵问遐预示若需加强水处理工作。污垢系数时换热器换热性能的影响污垢系数冠r/kw污垢厚度mm小温差增加C能耗增加0.110.1968512.23%0.170.30797525.07%0.230.41592538.27%0.2850.51435411.91%0.350.631825515.09%关于主机冷凝器铜管内及冷却塔填料上结垢，一般每年结垢05mm左右，由于水垢的导热系数为1.I左右，而紫铜管导热系数为170,二者差异悬殊,水垢的形成，直接影响了机组的热交换率，因而影响制

28、冷效果。同时易造成垢下腐蚀等诸多问题。据测算，当铜管内结垢0.8mm.主机制冷效率下降侬。因设备结垢，每年浪费的能源费及缩短设备使用周期，增加设备折旧费两项之和的费用非常高。3. 6保持适当的冷却水流一冷却水流量减少一般是由以下一些因素导轨的：1阀门开启度太小：2冷却进水压力低：3水系统的波网脏堵：4水系统中有空气存在气阻。5换热器、管路脏玷等。3.7控制机组加载的波动在机组启动之初限制机组加载是一个能有效降低能耗的方法。一般在机组运行的最初20分钟，将最大负荷限制在60%左右,合理的加载设备。为进一步控制负荷峰值，还可以采取逐次启动机组的方法。即控制机组的启动间隔在20分钟左右。这样就避免了

29、多台机组同时加载的情况，且机组承担的负荷峰值会逐次减小。3.8维持机组电机的效率电机效率下降的最常见原因是电机线圈冷却问题。在相同的工况条件下，如果运行记录显示电压不变，而电流行明显的上升，则电机的冷却就有可能存在问题.对于半封闭式的压缩机，应该检查制冷剂的流量和向气管上的过泄器；对于开启式的压缩机，应检查机房的通风及空气流通的状况，电机的进风是否受到明华，进风滤网、散热片是否脏、堵C无论半封闭还是开启式机组都需检式电机的润滑油是否污染，电缆接线班是否松动或生锈。对每台机组的运行状况进行分析，以针对不同的负荷条件选择运行最合适的机组。Ki者负荷大小的变化，运行机组的切换是难以避免的。功率/能量

30、匹配运行、避免大马拉小车，使冷冻机长周期运行在高效状态。3. 9合理轮训冷冻水泵通过在停机状态下顺序停运水泵，并将停运的冷冻机组与整个水循环隔离开来，能起到节能的效果。会减少通过制冷中冷冻机的流品：不同的流量配不同的泵结合冷冻机。减少工作冷冻机冷冻水的通过量。因设备散热增加功耗，运行中停用的冷凝器、反应釜，及时断开冷冻水；要引起注意的是，对水泵进行改造是一项很红杂的，作,可能会带来诸如水系统平衡等一系列问题，在实施措施之前必须经过相关专业逐一的确认.3.10 安装远程环控系统远程监控系统可以起到以下三方面的作川.1对机组运行状态超出设计工况发出警示，以避免能耗的浪费：2通过对机组运行参数变化的

31、监控，及时提醒操作齐进行一些维护保养工作，避免故障/保护停机的发生：3控制或降低机组受损的危险性。有了远程监控系统并不等于说例行的运行数据记录和机房巡检工作就可以取消了,应该说，远程监控系统是对完善的机组保养体系的一个重要加强.3.11 闭式循环冷冻水系统改造由于系统中的膨胀水箱常设于最高点（高位水箱r因此无论是在静止工况还是在运行工况下，整个系统均充满r水。所以循环水泵无需克服水柱的铮压头，只需克服系统的沿程摩擦阻力及局部阻力即可。有鉴于此，循环水泵相应的功率消耗少的多，相比传统的开式节能效率一般在10%以上，解水压越高则节能效果越明显。系统管道因充满水而减缓了空气对管内壁的锈蚀而延K使用寿

32、命。运行时系统中各点的压力受系统内其他环节的压力变化的膨响而不容易稳定，闪而给系统的运行调整带来了一定影晌。3.12安装机房群控系统冷冻机房BA自控系统是一套专门用来对制冷系统的冷冻机组、水泵及冷却水量进行能量调节的装置，具备以下诸项功能：负荷控制：对整个系统的冷负荷进行监控，参照实际情况，按照预设的的运行程序时机组的加载进行控制：冷冻水温度的自动调节：根据系统的实际情况，调整冷冻水温度的设定，以降低能耗：实现精细化。保养需求的提示：以运行参数为基础，及时提示进行必要的维护保养，保证机组运行在最佳状态。选择运行顺序：参照实际运行负荷，对冷水机组，水泵，冷却水流量的运行进行最佳组合：确定机组的启

33、停时间：参照户外温度及其他参数，预判负荷状况。确定启停时间，以达到最佳的节能效果。3.13采用功率补偿电容理想的功率因数值为1.0,实际运行功率因数值通常在08v0.9之间,功率因数值越低，说明有越大的电流消耗在非用电负载的回路上，则损失的功率就越大。安装功率因数修正电容是一项小投资，但仃潜在的显著收效的改进措施。通常能将功率因数值由088提高到0.95。3.14加装变频装置通过控制电机的转速来降低能耗，对于改善系统调节性能、节省运行费用发挥了很大作用，在闭式循环系统中，其节能效果非常明显。当系统循环以下降时，安装了变频装置的泵组会降低电机的转速，从而降低运行电流，从而提高了机组的运行效率。使

34、用变频装置的机组可以节能30%左右。当然，实际节能量最终取决于机组的运行时间，负荷状况，冷却水的入口温度等各方面因素。由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）XH（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。例如：一台水泵电机功率为55KW,当转速下降到原转速的4/5时，其耗电量为28.16KW.省电48.8机当转速下降到原转速的1/2时,其耗电量为6.875KW.省电87.5%.3.15蓄冷系统的节能运

35、用（水蓄冷系统-利用峰谷电）数据中心设备负荷的加载是一个渐进的过程，因此在数据中心的运行初期，蓄冷系统完全可以考虑用于节能运行，其运行模式为：夜间制备冷水一日间投入运行。在有合理分时峰、谷电差价的地区，夜间利用低谷电蓄冷罐进行蓄冷，白天利用蓄冷罐夜间存储的冷员进行放冷。由于蓄冷罐的蓄冷罡按1.1节的分析约为整个空调系统20min的蓄冷量，而数据中心刚开始运行时的设备负载可能只有设计负荷的20%以下，单个蓄冷罐可以至少保证系统运行初期100min的运行，采用二路供冷水的系统，设宜有2个蓄冷跳，可以保证空调的运行时间奥长。这样可以有效减少冷水机组的开启时间，对于大蟹的数据中心，由于冷水机组的容量都

36、比较大，节能的效果是非常明显的。离心式压缩机属于速度压缩型，不能直接提高吸入冷媒气体的压力，而是将吸入冷媒气体的速度提高。压缩机排气门的高速冷媒在进入冷凝器之前经过扩压耦，将冷媒气体的速度动能转化为压力势能（速度减小、压力提高）。当负荷减小到定程度时，冷媒流量减少；如果压缩机出口扩压器形状不可调节，则冷媒气体就不能提升到高于冷凝压力的压力值，此时冷媒循环压差不足，造成压缩机出口冷媒剧烈素流，震动加剧，即发生喘振的现象，严重时可损坏压缩机.而由于数据中心空调负荷的特性，初始运行时设备负荷很小，冷水流量有可能会低于单台冷水机组额定流量的15%。当这种情况发生时，可以停止冷水机组，利用蓄冷罐进行供冷

37、，起到保护冷水机组的作用，3.15.1蓄冷系统设置1 .蓄冷系统运用在国家电子信息系统机房设计规范中，数据中心被划分A、B、C三个级别，每一级别的数据机房都要求有个安全、可电运行的空调系统来保证机房内所有计算机及其配套设备的正常运作。对每一级别机房的空调系统使用的主要设备规范都提出了不同的设置冗余、备份的措施要求，如对A类数据中心冷水机组、冷水循环水泵、冷却循环水泵等需按N+X般(X=I-X)冗余要求配置。空调系统的动力来源均为电力，虽然主要系统、部件都设置冗余、备份，但还需要考虑为空调系统供电的电力系统发生意外停电故障时，空调系统需维持正常运行。经过分析,当常规电力系统发生紧急停电故障状况时

38、，空调系统受到的主要影响有以下两方面：(1)冷水机组在正常供冷过程中遇到停电故障时会进入故障保护状态，在电力供应恢红后，离心式冷水机组的压缩机导叶先恢曳至正常开机的初始状态，再经过冷水机组控制系统对冷水循环水泵、冷却水循环水泵、冷却塔等相关部件进行巡检，并确认正常运行后，冷水机组才能正常启动。这段恢亚过程所需要的时间在咨询相关生产厂家后得到最短需要约Imin.最长需要约15min.(2)在常规电力系统发生故障时，备用的柴油发电机组可以紧急启动提供后备电力，从柴油发电机组启动至稔定供电的过程所需时间约为3min.这两方面的原因导致了空调系统在电力系统发生故障时会有一段供冷不足的时段.为了能很好地

39、解决这一安全隐患，在空调系统中可通过设置蓄冷设施，储备备用冷量来解决这一问题。2 .蓄冷方式的选择当冷量以显热或潜热形式储存在某种介顺中，并能够在需要时放出冷量的空调系统称为蓄冷空调系统，简称蓄冷系统。蓄冷空调系统主要有冰蓄冷空调系统及水蓄冷空调系统两种.通过制冰方式，以相变潜热储存冷量，并在需要时砂冰释放出冷量的空调系统称为冰蓄冷空调系统，简称冰蓄冷系统：利用水的显热储存冷量的系统称为水蓄冷系统，简称水蓄冷系统。空调水蓄冷系统与冰蓄冷系统相比较主要区别见表1.目冰箱冷系统水荒冷系统荒冷槽容枳蚊小(为水荒冷槽的1.较大冷水温度1-3C46-C制冷机耗电较高较低蓄冷系统初投资较高较低常冷冷源需要

40、能独立运行的制冰机祖可利用系统冷源设计。运行技术要求高,运行费用较高技术壑求低,运行费较低制冷性能系数COP低(比水蓄冷低10%20%)高数据中心的空调冷负荷主要包括机房内设备的散热负荷、建筑围护结构负荷、人体散热负荷、照明负荷、新风负荷以及伴随各种收湿过程产生的负荷，其中机房内设备散热负荷也就是数据处理的计算机及其辅助设备的显热负荷，住一天24小时中的每个时刻都基本不会变化，属于一个稳定负荷。这部分负荷占整个数据中心空周冷负荷的比例可达到90%以上。根据数据中心这一负荷结构情况的特点，水蓄冷系统更能适合数据中心冷量备份的需求。水蓄冷系统在数据中心的运用中主要有以下优势：(D水蓄冷系统可与原空

41、调系统“无连接，无需再额外皿置蓄冷冷源或对原系统用冷水机组进行调整：(2)水蓄冷系统的冷水温度与原系统的空调冷水温度相近，可考虑直接使用，不需设额外的设备对冷水温度进行调整：(3)水蓄冷系统控制简单，运行安全可靠，在出现紧急状况可及时投入使用。某数据中心空调系统分析某数据中心空调系统冷负荷为HoOOkw.系统中共配置了8台离心式冷水机组(4用4备)，每台冷水机组制冷量为3510kw.为了保证冷水系统运行的安全可靠设宜了水落冷系统。蓄冷罐容积计算如下：数据中心共有两路电源供电，系统用4台冷水机组分为A、B两组，分别由一路电源供电。蓄冷系统的蓄冷量设计仅考虑当一路电源发生故障时，2台冷水机组紧急停

42、机的情况。因此总蓄冷IS为：Qg(=Qh式中Qgt-总蓄冷搔，kwh;Q-制冷量，kW；H-蓄冷时间，h.根据1.1节分析,蓄冷时间取20min:则Qgt=35102(2Q60)=2340(kWh)蓄冷罐的容积可按系统需要的蓄冷量进行计算，同时，考虑到蓄冷播与整个水系统为串联连接，系统管路也可视为蓄冷罐的一部分，管路中的冷水保有量也可作为一部分的落冷水员.系统需要的蓄冷水量为：FMQ温7丁或中F,一MMMM!r*水*,nr1;Q.一蓄冷量，kV;i一新冷回水温度与蓄冷进水温度间温度差，取7C：P-MH)00kj-3;C,T水岭比M.JM.I8kJ/(kg1C)；FOM一蓄冷水槽的完善度，考虑混

43、合和斜温层等因素的影响,取90;AV-蓄冷水槽的体积利用率，取95轧则V1.=36OOx234O(7x100OX4.1870.9x095)=336(m)管道系统中的保TT冷水盘为：V2=11R,1.(3)式中V2一管道系统保有冷水量，nRR管道半径(按平均管径为DN3(X)计),m:1.总管道长度(按总管长200Om计)，mRiJV2=JI0.15平方X2000=14InF蓄冷管容积V=(V-V2)1.1.=215n3空调水系统流程如图1所示。由于数据中心的特殊性，其安全和可靠性是放在首要的位置。为了保证空调系统的不间断运行，从图中可看到,在每个空调冷水系统环路上各设置I台善冷懒.其主要作用是

44、在电力系统发生意外停电故障时，保障空调系统能维持一段时间。结束语减少能耗，提高能源效率。数据中心发展迅速，所以需要大量的能源来降低其能耗，那么对数据中心节能就显得尤为重要，与此同时，行业也提出了到2018年，数据中心PUE值要达到1.5以下的FI标，空调系统通常是整个数据中心中消耗能源最大的系统，有时甚至占到全部耗能的40Q70.所以，改善空调系统的运行效率能显著降低整个数据中心的运营成本，同时又不会给机房带来负面影响。冷水机组机房是对空调系统进行改良的一个困要环节。以上讨论了多个降低离心式水冷冷水机组运行成本的解决方案及措施。大部分的改进措施只需少量投资或根本不需要投资。采取节能措施主要针对

45、以下三个方面。部件方面：包括正确地操作和保养冷水机组。调整最佳的水温和流量：系统方面：在不同的负荷条件下，对多台机组进行最佳的运行组合：改造方面：是指利用最新的节能技术对现有的机组进行改造。正确的维护保养步骤和精确的数据记录是对冷水机组运行效率进行改善的基础。劣质的保养会使机组的实际运行状况与设计状态向去甚远。这样的状况包括不正确的水温控制，制冷剂的充注量偏少，存在泄漏点，冷凝器铜管的脏堵，等等。正确的维护保养能谓免上述情况的发生，将冷水机组的能耗控制在设计范围之内。为改善机组的运行效率，首先要对机组的运行状态参数有精确地记录。发现异常变化的方法。没有精确的运行数据的记录，就不可能发现机组在效率方面存在的缺陷，不能找出相应的合理解决方案。同时也不能衡量机组能量转换的效果究竟如何。而且，机组的维护保养可能会被忽略，运行费用会在不知不觉中上升，其至可能对机组的主要部件的安全构成威胁。只有精确的空调系统运行数据及精确的运行数据记录，才能发现数据中心空调系统运行中存在的问题，及时的提出解决方案，并加以论证实施，才能确实的保障数据中心的运行，降低能源损耗，提高经济性。