摘要：近年来，随着科学技术的发展，尤其是近年来网络的发展，人们对信息的需求量逐渐增大，对网络的依赖程度日渐提高，在这种情况下，互联网行业为了保证网络的畅通，必须要利用数据机房进行工作。但是，在数据机房发展的同时，却出现了一些问题，例如运行中的热量问题，这需要相关的人员利用一些制冷技术进行处理。本文就数据机房工程水蓄冷技术应用进行探讨，首先简要的介绍了水蓄冷技术的情况，其次，具体阐述了它在数据机房工程中的应用，以供参考。
关键词：数据机房工程；水蓄冷技术；应用
近年来，随着人们对数据需求的增大，大型数据机房获得了发展契机，而数据机房要想获得长远的发展，必须要利用专业的技术人员对这些数据机房项目进行管理，在进行设计时，要注意数据机房的水蓄冷技术的应用。通过应用水蓄冷技术来解决数据机房中存在的问题，并实现数据机房的高效、节能发展。
一、水蓄冷技术概念介绍和应用优势
1.1水蓄冷技术的概念介绍
水蓄冷空调系统是在夜间电力低谷时段开启制冷系统，将电力以冷量的形式储存在蓄冷设备内，而在白天电力高峰时段再将所储存的冷量释放到空调系统中去的技术。蓄冷空调技术，对业主来说，并不一定节电，但能节省运行费用。而且，它能平衡电网负荷，移峰填谷，保障电网安全，提高电能利用效率。因此，国家把它作为一种节能环保的技术大力推广。而水冷Free－Cooling（自然冷却）节能技术是目前大型数据机房常用的节能技术。它是在室外温度较低时，冷却塔可提供较低温度的冷却水，此时关闭冷水机组，而使用板式换热器换热提供所需冷冻水，供精密空调使用。这期间称为完全Free－Cooling阶段；在过渡季节，用较低温度的冷却水先进板式换热器，与冷冻水回水换热，先降低冷冻水温度１～２℃，再进冷水机组，将冷冻水降低到设计供水温度，此时冷水机组处于部分负荷运行，运行能耗较低。这期间称为部分Free－Cooling阶段。
1.2数据机房工程的环境和空调系统的特点
数据机房工程通常包括机房区和辅助区。机房区包括服务器机房、网络机房、存储机房等核心区域。辅助区是支持和保障机房区设备的正常、安全、连续运行的房间，包括变配电室、柴油发电机房、UPS室、电池室、制冷站、空调间、消防用钢瓶间、监控室等。数据机房服务器机柜安装的服务器、路由器、存储设备、交换机等计算机设备常年向数据中心散发热量，一个服务器机柜的散热量在每小时几千瓦到几十千瓦，机房内的显热比高达95％以上。数据中心的制冷系统主要为这些设备提供符合要求的运行环境。数据中心的空调负荷与民用建筑空调负荷有明显区别。数据中心空调负荷归纳起来，有以下特点：（1）热密度高；（2）冷负荷波动小；（3）显热量大、潜热量小；（4）风量大、焓差小；（5）不间断运行；（6）常年制冷；（7）温湿度波动小；（8）洁净度较高。因此，数据机房工程对空调制冷系统提出了更高的要求，必须要利用相关的水蓄冷技术对其进行制冷处理。
1.3水蓄冷技术应用在数据机房工程中的优势
水蓄冷技术应用在数据机房工程中，主要由以下几个优势。首先，水蓄冷技术可以延长自然冷却时间，将蓄冷罐内储存的低温冷冻水供给末端空调用，可以延迟开启冷水机组的时间。其次，它还可以延长部分自然冷却时间，蓄冷罐内的低温冷冻水与冷冻回水混合后再进冷水机组，可以延长冷水机组在部分负荷运行的时间，从而延长部分自然冷却时间，同时，该技术可以避免离心式冷水机组低负荷时喘振。最后，该技术可以在很大程度上节约运行电费。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆大型数据机房是不折不扣的耗电大户，水蓄冷技术的应用既可以缓解电网高峰时段用电紧张，又可以为用户节省可观的运行费用，是一种双赢的节能技术。总之，这四个方面是水蓄冷技术的主要优势，这也推进了它的广泛应用。
二、水蓄冷技术在数据机房工程中的具体应用
2.1安装空调冷冻系统，在应用中做到节能运用
由于大型数据机房普遍采用离心式冷水机组，当制冷负荷减小到一定程度时，制冷机会发生喘振现象，严重损坏压缩机的导叶。而数据机房在初始运行时，制冷负荷有时可能只有额定负荷的15%-20%。这时可以停止冷水机组工作，利用蓄冷罐进行供冷，从而保护冷水机组，并且提高其运行效率。另外，由于水蓄冷空调系统具有削峰填谷的功能，因此，整个空调系统可以考虑节能运行模式设计，空调系统冷冻水系统采用闭式循环系统，冷冻水管路采用双路供水，制冷机房内设置两套独立的分集水器，从两套分集水器分别引出供回水管在机房内组成内环。空调水系统采用机械循环两管制一次泵系统，采用气压罐定压和补水。在两个数据中心的冷冻机房内各设一套处理量4.5m³/h的全自动软水器，软化水箱有效容积5.1m³。
2.2安装冷源系统，保证机房的制冷
在实际的数据机房工程设计中，为了保证数据机房的散热和正常运行，要安装冷源系统。我们采取的方式是在数据机房1终期共配置3台2000RT冷水机组，与数据中心2通过母联管路联通，共用1台备用机，组成5+1备份方式。冷水机组与板式换热器设置于一层。另外，冷源系统采用的制冷模式是水冷离心式冷水机组+板式换热器+冷却塔形式，采用三种模式全年制冷，分别为冷水机组电制冷、板换预冷+冷水机组电制冷、冷却塔+板换自然冷却。这种模式为保证在断电15分钟内还可以不间断制冷，需要设置1台675m³开式蓄冷罐，并安装在室外，以此来保证应急冷源。
2.3应用开式蓄冷系统，作为应急冷源
对于数据机房不间断制冷，水蓄冷的应用形式可以分为开式和闭式２种。由于开式蓄冷系统技术成熟、冷水的分层效果明显、造价相对较低，因此，数据机房空调系统的设计采用这种形式。我们在数据中心1、数据中心2屋面各设两台方形横流式冷却塔，冷却水系统采用开式系统，环网设计，设自动加药装置及高效扫频水处理器，以此来作为应急冷源。另一方面，设计中常将开式蓄冷罐并联至空调冷却系统中，为水系统定压，使其液位高度高于系统最高点（通常大于等于0.5ｍ），罐体直径根据系统需要确定，这使得开式蓄冷罐的高径比较大，蓄冷效率较高。数据机房采用的开式蓄冷罐的蓄水容积通常大于300m³，其高径比通常大于３，蓄冷效率一般在８５％以上。
三、结束语
总而言之，在数据机房发展初期，它的工作负荷小，对制冷要求低，但是随着数据机房规模的扩大，利用水蓄冷技术来进行制冷是未来的发展趋势。作为相关的工作者，在数据机房的发展中，要了解水蓄冷技术的发展，并将其应用在数据机房的建设中，才能帮助数据机房规模的扩大，并实现数据机房的长远发展。
参考文献：
[1]黄庆河，曹连华，蔡宇.水蓄冷技术在数据中心的应用研究[J].暖通空调2016，46（10）
[2]安真.不间断制冷技术在数据中心工程中的应用[J].洁净与空调技术2014（4）
[3]黄庆河，曹连华.水蓄冷技术在数据中心的节能探究[J].智能建筑2016（12）
论文作者:冯泽彬,高会郎,周钰龙
论文发表刊物:《基层建设》2018年第14期
论文发表时间:2018/7/16
标签：机房论文; 数据论文; 技术论文; 负荷论文; 数据中心论文; 冷水机组论文; 系统论文; 《基层建设》2018年第14期论文;