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数据中心(IDC机房)暖通设备-冷水机组介绍随着互联网行业的高速发展，数据中心的规模和能耗也在迅速增加。
为了解决这一问题，越来越多的数据中心开始采用冷冻水系统作为制冷系统，其中核心设备之一就是冷水机组。
冷水机组的主要作用是为数据中心提供低温冷冻水。
根据结构和工作原理的不同，冷水机组可以分为活塞式、螺杆式和离心式等几种形式。
其中，离心式冷水机组是中大型数据中心中常用的一种，由冷凝器、蒸发器、电动机、膨胀阀、齿轮、叶轮和预旋转导叶等组成。
冷水机组的制冷原理是利用壳管蒸发器使水与冷媒进行热交换，冷媒系统在蒸发器内吸收高温冷冻水中的热量，使水降温产生低温冷冻水后，通过压缩机的作用将热量带至壳管式冷凝器，由冷媒与低温冷却水进行热交换，使冷却水吸收热量后通过水管将热量带出到外部的冷却塔散热。
离心式压缩的原理是电动机带动压缩机主轴叶轮转动，在离心力作用下，气体被甩到工作轮后面的扩压器中去。
气体因离心作用增加了压力，还可以很大的速度离开工作轮，气体经扩压器逐渐降低了速度，动能转变为静压能，进一步增加了压力。
最后，需要注意的是冷水机组的油路冷却循环，其中开式电机和闭式电机的油路冷却方式也有所不同。
闭式电机采用低温制冷剂进行分流至电机冷却和油冷却系统。
制冷剂通过限流孔流进电机，电机冷却管路的支路上还设有一只限流孔和一只电磁阀。
当电机需要冷却时，电磁阀会开启，制冷剂流经限流孔，喷淋整个电机，并集中到电机室的底部排放回到蒸发器。
另一路制冷剂则流经油冷却系统，量由热力膨胀阀调节，通过限流孔始终保持一个最小流量。
膨胀阀上的温包感应冷却后流进压缩机到轴承的油温，由膨胀阀调节进油/制冷剂板式油冷却器的制冷量，制冷剂气化离开油冷却器后返回到蒸发器。
开式电机只存在油冷却系统的循环。
备用油槽在主机启动之前、运行期间和逐渐停转阶段，由变频驱动式油泵压入各轴承、齿轮和旋转面。
在压缩机顶部有一个重力供油式贮油槽，当电源发生故障机器逐渐停转时，由它提供润滑。
本文分析了冷却塔供冷的关键因素，如热工曲线、湿球温度、工况切换点等，得出以下结论，为数据中心节能设计提供参考依据。
·冷却塔供冷按冬季工况选取，夏季校核，结合夏季工况灵活配置；·冬季供冷以小于冷却塔的额定流量来获取较低出水温度，延长冷却塔供冷时间；·冷却水泵应设变频，适应管网特性曲线变化等设计方法。
01冷却塔供冷冷却塔供冷分直接供冷与间接供冷两种，由于直接供冷需室外冷却水直接进入空调末端，水质不佳时极易引起末端堵塞，而影响系统运行，工程中大多数采用间接供冷系统（开式冷却塔+板式换热器），即与冷水机组并联或串联一台板式换热器。
冷水机组与板式换热器并联，湿球温度达到一定值时，由板式换热器提供全部冷量，关闭冷水机组，使冷却水和冷冻水分别进入板式换热器，冷却塔做为冷源，达到完全自然冷却，但并联形式不能采用部分自然冷却；冷水机组与板式换热器串联，冷水串联经过板式换热器与冷水机组，过渡季节用冷却塔出水先预冷冷水回水，再进入冷水机组制冷，减小主机能耗，得到可观的部分自然冷却时间，仅额外增加水在板式换热器内的输送能耗。
为充分利用部分自然冷却，北方地区数据中心往往选择冷水机组与板式换热器串联这种组合形式，见图1，本文讨论也是基于这个系统。
图1冷却塔供冷系统原理图02 负荷侧系统设计2.1冷负荷数据中心主要由服务器、UPS等散热转化而成的显热负荷，几乎没有潜热负荷，冬夏季冷负荷相差不大，冷却水流量大致在80%~100%内变化；末端干工况运行，冷负荷按显热负荷考虑。
2.2冷水供水温度数据中心考虑采用温湿度独立控制方案，由高温冷水处理显热负荷，新风进行独立的加湿或除湿。
冷水供水温度取值，直接受机柜进风温度取值的影响。
ASHARE推荐的机柜进风温度宜取20~25℃，允许范围是18~27℃。
考虑到空气-水换热器空气侧阻力降的影响，送风温度与冷水供水温差取8℃，可有多种供水温度与送风温度组合，常用的有送风温度20 ℃，冷水供回水温度为12/18℃；送风温度23℃，冷水供回水温度为15/21℃。
数据中心新型冷却方式介绍（6）：热管背板空调系统从2018年开始，北京、上海、深圳等一线城市，陆续出台“PUE新政”。
2018年9月，北京提出全市范围内禁止新建和扩建互联网数据服务、信息处理和存储支持服务数据中心（PUE值在1.4以下的云计算数据中心除外）。
上海也出台类似政策，存量改造数据中心PUE不得高于1.4，新建数据中心PUE限制在1.3以下。
2019年4月，深圳提出PUE1.4以上的数据中心不再享有支持，PUE低于1.25的数据中心，可享受新增能源消费量40%以上的支持。
为了降低PUE，近几年数据中心新型末端冷却方式不断涌现，水冷背板空调、热管、水冷背板、液体冷却等等。
本文主要介绍热管背板空调系统。
1、热管背板空调系统组成热管背板空调系统组机组主要由框架、蒸发器盘管、进出风温湿度传感器、控制系统、氟利昂管路等组成。
热管背板空调安装位置为服务器机柜回风口位置。
2、热管背板的基本原理热管背板冷却技术是利用工质相变（气/液态转变）实现热量快速传递的一项传热技术。
通过小温差及重力驱动热管系统内部循环工质的气液变化，形成自适应的动态相变循环，将数据中心机房内IT设备的热量带到室外，实现管道内制冷工质无动力，自适应平衡的冷量传输。
机柜内IT设备散发的热量使室内末端中热管换热器的冷剂吸热汽化；汽化的制冷剂依靠压差经连接管路流向室外热管中间换热器；制冷剂蒸汽在热管中间换热器内被来自自然冷源冷水系统的冷水冷却，由气态冷凝为液态；液态制冷剂借卑重力回流至室内末端中的热管换热器中，完成一个冷量输送的热力循环。
热管背板规格包括:3kW、4kW、5kW、7kW、10kW、15kW等，设备能效比可以达到60以上。
图1 热管背板空调运行原理图3、热管背板的主要性能参数标准19英寸服务器机柜的热管背板空调单机柜供冷量超过12kW,供冷密度高。
单机柜可提供的冷量随着热管背板进风温度（服务器排风温度）的提高而升高，随着冷源（冷水）温度的提高而降低。
数据中心双冷源空调系统能耗分析数据中心是现代社会中不可或缺的重要设施，它们承载着大量的信息和计算任务。
由于数据中心的运行需要大量的能源供应，能耗成为其运营管理中的一个重要方面。
为了降低能耗并提高能源利用效率，数据中心双冷源空调系统应运而生。
本文将对该系统的能耗进行分析，并探讨其优势和存在的问题。
一、数据中心双冷源空调系统的原理数据中心双冷源空调系统是一种采用两个不同的冷源（冷水和干冷却塔）供给数据中心的空调系统。
其中，冷水可由制冷机组或制冷机组群通过空气处理机组供给，干冷却塔则通过空气处理机组返冷水供给数据中心。
这种系统能同时利用制冷机和冷却塔两种冷源，以降低能耗并提高能源利用效率。
二、双冷源空调系统的能耗分析双冷源空调系统在能耗方面具有以下特点：1. 能耗较低：相较于传统的数据中心空调系统，双冷源空调系统利用了冷水和干冷却塔两种不同的冷源，通过合理的调度和控制，能耗得到有效降低。
2. 能源利用效率高：通过合理的能源利用策略，双冷源空调系统能充分利用制冷机和冷却塔的工作状态，最大限度地提高能源利用效率。
3. 冷源稳定可靠：双冷源空调系统在冷源供应方面具有重要优势，当一个冷源无法供应时，可以通过另一个冷源进行替代，保证数据中心的正常运行。
然而，双冷源空调系统也存在一些问题：1. 技术难度较高：双冷源空调系统的设计和运行需要较高的技术水平，对于运维人员的要求较高。
2. 设备成本较高：由于双冷源系统需要同时具备制冷机和冷却塔等设备，其设备成本相对传统空调系统较高。
3. 运行维护复杂：双冷源空调系统运行过程中需要进行冷源的切换和判断，对运维人员的操作和维护提出了更高的要求。
三、如何降低双冷源空调系统的能耗为了降低双冷源空调系统的能耗，可以采取以下措施：1. 合理调度制冷机和冷却塔的工作状态，根据数据中心的负荷情况进行动态调整，避免不必要的能源消耗。
2. 优化空气流通路径和风扇的设计，减少空气压力损失，提高空气流通效率。
说明+动图，保证让你把数据机房空调系统弄得明明白白机房空调属于精密空调的一种，是为了满足精密设备特殊工艺及特定环境的要求而设计的，其目的是精确控制其温度、湿度等并要求控制在一定范围。
机房空调具有高显热比、要求大风量。
为达到所需空气参数，空调系统由制冷循环和空气循环两个循环部分组成，制冷循环主要分为水冷和风冷两类。
下面我们就通过系列动图，来了解下机房空调的制冷循环和空气循环。
Pt.1制冷循环原理制冷循环由压缩过程、冷凝过程、膨胀过程、蒸发过程组成。
就是利用有限的制冷剂在封闭的制冷系统中，反复地将制冷剂压缩、冷凝、膨胀、蒸发，不断的在蒸发器处吸热汽化，进行制冷降温，将热量从室内搬运到室外。
所谓水冷和风冷的区别，其实就是与水或者空气进行热量交换的区别。
制冷循环Pt.2空气循环2.1 送风方式末端的送风方式常规分为上送风方式，风管送风方式和地板下送风。
上送风方式风管送风地板下送风2.2 典型布置为了优化气流和进一步提升冷却，采用约束送风是比较常用的通风并划分冷池的一种方式，冷热通道分离，如下图。
冷热通道分离除此之外，为了降低气流输配距离，还有行间空调和柜级空调。
传统的房间级空调到微模块的演变部分数据中心也会采用顶置空调，采用热通道封闭方法，进一步缩短气流循环距离，安装顶置空调的放置方式，可以分为卧式和立式。
卧式顶置空调立式顶置空调为了进一步降低气流输配距离，部分数据机房也会采用柜级冷却方式，如热管背板。
柜级空调Pt.3机房风冷系统这是最传统的冷却方法，空调由内机和外机通过氟管路连接而成，内机由压缩机、膨胀阀和蒸发器等组成，可以实现制冷和气流输送等功能，外机则用来散热。
风冷制冷原理常规采用定速涡旋压缩机制冷，少量采用数码涡旋或者变频涡旋压缩机；风冷室外机安装在室外或楼顶，内外机距离有限制：常规不高于室内机20米，不低于室内机5米，室内外管路长度推荐小于60米，超出需要延长组件和措施。
风冷机房空调典型结构3.1 适合场景风冷空调相互间独立，无单点故障，特别适合中小型数据中心，当输送气流距离较短时，可以单侧布置，当输送距离较远时，采用双侧布置，如图6。
数据中心设备散热水冷机风冷和液冷冷却方式介绍随着数据中心的进展建设中，其能耗要求在不绝降低，数据中心设备散热水冷机的液冷冷却方式是使用液体作为冷媒为发热部件散热的一种技术，接下来为您介绍风冷和液冷的冷却方式。
一、数据中心风冷冷却方式介绍以前数据中心设备散热水冷机以风冷为主，风冷是将空气作为冷媒，把服务器主板、CPU等散发出的热量传递给散热器模块，再利用风扇或空调制冷等方式将热量吹走，这也是散热系统消耗数据中心近半电力的重要原因。
风冷包含直接空气自然冷技术和间接空气自然冷技术。
直接空气自然冷可以依据室外温度结合机械制冷给数据中心内部设备散热，这种技术能效高，但空气质量的不确定性会带来较大风险，特别是室外空气湿度过高或者有害气体过多会对IT设备造成损坏。
为了躲避这种情况发生，近些年的数据中心开始采纳间接空气自然冷技术，将室外冷空气通过空气热换器对室内热空气进行冷却，躲避室外空气进入数据中心内部，受环境影响较直接冷较小。
这两种风冷技术效率都比较高，但对环境和安装要求较高，会对IT设备造成损耗降低牢靠性。
随着数据中心规模加添及单机柜功率密度加添，对制冷也提出了更高要求，面对下一代IT系统的液冷技术应运而生。
二、数据中心液冷冷却方式介绍液冷作为当前数据中心设备散热水冷机的散热方式，通过外部冷却水或冷冻水系统实现系统换热，实在是使用高比热容的液体作为传热工作介质来充足IT设备（如服务器）的冷却需求。
目前，基于液冷技术的主流方案包含冷板式液冷和浸没式液冷两种。
冷板式液冷也称间接式液冷，也就是冷媒和被冷却对象分别，不会直接接触。
通过液冷等热传导部件，将被冷却对象的热量传递到冷媒中。
一般冷板式液冷只用于冷却CPU、内存等关键器件，只占总发热量的一半左右，因此还需要搭配风冷散热，可以削减IT设备自带风扇的数量和电耗，实现很大程度的。
浸没式液冷也叫直接式液冷，是将IT设备包含服务器主板、CPU、内存等发热量大的元器件全部浸入冷却液中，用冷却液体替代空气给IT设备降温，让被冷却对象与冷媒直接接触，因发热元器件冷却均匀度更好，可以选择肯定温度下相变的液体。
数据中心空调系统节能技术分析摘要：降低暖通空调运行能耗对降低数据中心能源需求的作用明显。
针对数据中心空调系统能耗比例过高的现状,分析空调系统的特点和高能耗的原因,并对建筑布局与围护结构优化、自然冷却技术、冷热通道封闭、高效冷源和提高冷冻水温度等5种常用的暖通空调节能技术进行分析,从而为数据中心空调系统的综合节能建设与改造提供参考和依据。
关键词：数据中心;暖通空调;高能耗;建筑布局;围护结构优化;自然冷却技术;前言：近年来,随着各个行业信息化发展的不断深入和信息量的爆炸式增长,数据中心建设呈现快速增长趋势,运营商、互联网企业、金融、政府、制造业等各个行业都在规划、建设和改造各自的数据中心。
数据中心建设在负荷密度和可靠性方面面临着极高的要求,研究表明,一般商业建筑能耗为50~110W/㎡,而数据中心的能耗为120~940W/㎡。
并且,数据机房的建设涉及金融、通讯、政府等行业均对数据机房运行时的可靠性、安全性要很高的要求,其中包括环境的温湿度、洁净度的稳定性。
所以,制冷系统设计与选择在数据中心建设中十分重要。
通常,空调系统自身能耗占数据中心总能耗约1/3,是降低能源消耗的关键,具有很大的节能潜力。
因此,研究和优选合理的空调系统节能技术可有效降低数据中心的整体能耗。
1.数据中心空调系统特点分析1.1供冷时间长,送风参数相对稳定。
数据机房负荷主要来自IT设备发热量,IT设备需要全年运行,即使在冬季室外温度较低时,机房模块内仍有制冷需求,要求空调设备长时间供冷。
数据中心围护结构散热量、人员等负荷相对较小,设备全年冷负荷变化不大,因此数据中心空调送风参数比较稳定。
1.2显热大,潜热小。
大部分数据机房为无人值守,室内无散湿源,且新风比例低。
空调设备主要作用为控制室内显热,除湿负荷小,热湿比趋于+∞。
为满足机房室内温湿度要求,空调系统具有送风温差小、送风量大的特点。
2.数据中心空调系统节能技术2.1自然冷却技术数据中心通常都需要常年不间断供冷,常规的制冷系统,室外温度即使是低于或远低于其循环冷冻水温的情况下冷水机组也需要照常运行。
主编解读数据中⼼冷冻⽔空调系统关于数据中⼼冷冻⽔空调系统，新版《数据中⼼设计规范》GB50174-2017 第7.4.1 条规定：“采⽤冷冻⽔空调系统的A 级数据中⼼宜设置蓄冷设施，蓄冷时间应满⾜电⼦信息设备的运⾏要求；控制系统、末端冷冻⽔泵、空调末端风机应由不间断电源系统供电；冷冻⽔供回⽔管路宜采⽤环形管⽹或双供双回⽅式。
当⽔源不能可靠保证数据中⼼运⾏需要时，A 级数据中⼼也可采⽤两种冷源供应⽅式”。
⼀、为什么要设置蓄冷设施数据中⼼设置蓄冷设施，其⽬的就是为了保证空调系统有连续不断的冷源供应。
蓄冷设施有三个作⽤：1. 在两路电源切换时，冷⽔机组需重新启动，此时空调冷源由蓄冷装置提供；2. 供电完全中断时，电⼦信息设备由UPS 供电，此时空调冷源由蓄冷装置提供，因此，蓄冷装置供应冷量的时间宜与UPS 的供电时间⼀致；3. 在冷机负荷较低的情况下，间断运⾏冷机，由蓄冷装置提供冷源，起到节能作⽤。
蓄冷装置不是单指蓄冷罐，蓄冷装置提供的冷量包括蓄冷罐和相关管道内的蓄冷量，以及建筑和室内空⽓的蓄冷量等。
是否设置蓄冷罐，应根据机柜容量、建筑空间及管道的蓄冷情况，通过计算温升确定。
⼆、两种冷源供应⽅式为提⾼数据中⼼的可靠性，对于特别重要的数据中⼼（如⾦融⾏业数据中⼼），空调系统可采⽤两种冷源供应⽅式。
两种冷源包括⽔冷机组与风冷机组的组合、⽔冷机组与直膨式机组的组合等。
图⼀是空调系统采⽤双冷源时，冷冻⽔供回⽔管路采⽤双供双回⽅式。
图1 双冷源冷冻⽔供回⽔管路采⽤双供双回⽅式三、保证供⽔连续性的措施为保证数据中⼼空调冷冻⽔供⽔的连续性，避免单点故障，冷冻⽔供回⽔管路宜采⽤环形管⽹。
图2 是末端空调采⽤ N 1 配置时，冷冻⽔供回⽔管路采⽤环形管⽹的⽅式。
图2 冷冻⽔供回⽔管路采⽤环形管⽹⽅式（末端空调采⽤ N 1 配置）图3 是末端空调采⽤ N 2 配置时，冷冻⽔供回⽔管路采⽤环形管⽹的⽅式。
DDO。
数据中心机柜冷却技术随着数字化和网络化时代的发展，数据中心的需求日益增多，而数据中心机柜的冷却技术则成为了一个重要的问题。
良好的冷却技术可以确保服务器和设备的正常运行，同时降低耗电量，提高能效。
因此，本文将介绍几种数据中心机柜冷却技术以及它们的特点和应用。
一、热交换器冷却技术热交换器冷却技术是目前应用较为广泛的一种技术。
它通过利用冷却液与热量产生源进行热交换，达到冷却的效果。
这种技术可以有效地控制温度，保持数据中心的稳定运行。
同时，它可以减少能源的消耗，并提高能源的利用效率。
热交换器冷却技术具有可靠性高、维护成本低的特点，在数据中心中得到了广泛的应用。
二、风冷却技术风冷却技术是一种传统且常见的冷却方式。
它通过利用空气进行传热，将热量带走，实现冷却的效果。
风冷却技术具有成本低、易于实施的优势。
然而，它也存在一些问题，比如过热点的问题。
在数据中心中，由于机柜的密集布置，某些区域可能形成热量聚集的过热点，从而影响冷却效果。
因此，在应用风冷却技术时，需要合理规划机柜的布局，以提高冷却效果。
三、液冷却技术液冷却技术是一种高效的冷却方式。
它将液体引入机柜内部，通过直接接触加热元件的方式进行冷却。
相比于风冷却技术，液冷却技术可以实现更高效的散热，同时还可以减少噪音和能源消耗。
然而，液冷却技术在实施过程中也存在一些挑战，比如技术要求高、维护成本高等问题。
因此，在应用液冷却技术时，需要根据实际情况进行评估和选择。
四、热回收技术热回收技术是一种能源利用的方式。
它通过将机柜产生的热量进行回收再利用，用于供暖、热水或其他用途。
热回收技术可以提高能源的利用效率，减少能源的浪费。
在数据中心中，机柜产生的大量热量如果能够得到合理的回收利用，将有效降低数据中心的能源消耗，实现可持续发展。
综上所述，数据中心机柜冷却技术是确保数据中心正常运行的关键因素之一。
热交换器冷却技术、风冷却技术、液冷却技术和热回收技术都是常见的冷却技术。
根据实际情况和需求，选择适合的冷却技术对于提高数据中心的能效、降低能源消耗具有重要意义。
