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蒸发冷却冷水空调系统在数据中心机房领域的实际应用

作者:中国储能网新闻中心 来源:CDCC 发布时间:2021-01-04 浏览:

1、中国联通新疆分公司开发区机房

本项目建设地点位于乌鲁木齐市开发区,建筑总面积为10738 ㎡,地上5 层,建筑高度为23.3m。蒸发冷却冷水空调系统的制冷范围是2 楼的通信机房和传输机房、4 楼的IDC 机房,共需冷量为2767kW。

中国联通新疆乌鲁木齐开发区核心机房楼建筑外观

该项目所采用的蒸发冷却冷水空调系统是国内外首例集中式蒸发冷却空调系统在数据中心机房领域的实际应用,并且是蒸发冷却空气- 水系统和全新风系统的耦合。该系统是以复合乙二醇自然冷却的间接蒸发冷却冷水机组为全年主用冷源、外冷式蒸发冷却新风机组为备份冷源、机房专用高温冷冻水空调机组为末端的集中式蒸发冷却空调系统。根据不同的工况条件切换相应的运行模式,即可实现蒸发冷却空气- 水系统和全新风系统的耦合。相比其他数据中心用自然冷却系统而言,该系统也是国内外首例完全以“干空气能”为自然冷源,基于蒸发冷却技术实现干燥地区数据中心机房全年采用100% 自然冷却的集中式蒸发冷却空调系统;低温季节,通过在蒸发冷却冷水机组中集成冬季乙二醇自然冷却用表冷器代替常规干冷器用以制冷,实现蒸发冷却冷水机组全年制冷,从而满足该数据中心全年制冷的需要。

该空调系统密切结合当地得天独厚的自然条件,充分利用夏季炎热干燥空气中蕴含的富足高品质干空气能和冬季寒冷空气中的丰富冷量,因地制宜的采用蒸发冷却冷水系统,共采用16 台220kW 制冷量的复合乙二醇自然冷却的间接蒸发冷却冷水机组,采用44 台80kW 制冷量的外冷式蒸发冷却新风机组,二者容错配置,为系统备份冷源(冬季除外),该集中式新风系统也可以不依靠蒸发冷却冷水机组提供的冷水,单独运行其外冷式蒸发冷却新风机组的滴水填料式直接蒸发式冷却器为机房提供冷量,二者实现水侧蒸发冷却与风侧蒸发冷却的互补,为系统安全可靠运行提供保障。复合乙二醇自然冷却的间接蒸发冷却冷水机组现场实物如图15-2 所示,外冷式蒸发冷却新风机组工程现场实物如图15-3 所示。

该系统安全运行一年后,于2018 年专家组对该项目进行了鉴定,鉴定结果为“总体技术达到国际先进水平,其中在采用内外强化复合换热技术,实现亚湿球温度冷水(风)方面和利用拓扑理论实现水侧蒸发冷、水冷和风侧复合蒸发冷及乙二醇自然冷工况的控制策略方面均达到国际领先水平。”

目前,该项目已安全运行3 年有余,全年可实现100% 自然冷却,年均制冷系数为0.145(机房机柜负荷暂未达到设计负荷,年均制冷系数还有下降空间),为该数据中心项目节能减排贡献巨大,也为客户节省了客观的电费、水费。

2、中国联通一带一路新疆数据中心

本项目建设地点位于昌吉市,项目终期冷负荷约15000kW。本项目空调系统采用蒸发冷却冷水系统,项目一期(目前一期正在交付)采用33 台制冷量为230kW 的复合乙二醇自然冷的管式间接蒸发冷却冷水机组为全年主导冷源、26台140kW 制冷量的内冷式蒸发冷却新风机组为备份冷源、26 台制冷量为140kW的机房专用高温冷冻水空调机组为末端的集中式蒸发冷却空调系统。该空调系统与中国联通新疆分公司开发区机房空调系统的差异在于采用了内冷式蒸发冷却新风机组,其运行模式、自控原理都相同,内冷式蒸发冷却新风机组的应用,进一步提高了系统的节能型、安全性和可维护性,年均设计制冷系数为0.10。

中国联通一带一路新疆数据中心效果图

复合乙二醇自然冷却的管式间接- 直接蒸发冷却复合冷水机组

内冷式蒸发冷却新风机组

3、甘肃某数据中心项目

项目鸟瞰图

蒸发冷凝冷水空调系统现场实物图

本项目是甘肃省“十三五”信息化发展规划确定的重点项目,甘肃省2017年新建、2018 年续建的重大建设项目,也被工信部确定为制造业与互联网融合发展试点示范项目。园区总规划面积约 52 万平方米,建设数据中心机楼24 栋,形成 50000 个机柜的服务能力,规划分三期建设。一期工程占地面积141 亩,建设数据中心机楼 2 栋,动力中心 2 栋,办公及综合支撑楼 1 栋,集控中心1 栋,形成约 5000 个机柜租用能力,机房总建筑面积约5 万平方米。项目按照T3 标准、5A 级绿色等级建成国内技术一流、管理先进的超大型数据中心,满足客户建设定制化、合作多元化等需求,全面支撑甘肃政务数据中心集中管理需求及省内、外重要企业互联网+ 转型数据中心需求。

本项目地区年平均气温为4.8 ~ 9.2℃,处于连接欧亚大陆桥的战略通道,丝绸之路甘肃黄金中段,具有独特的区位优势。本项目冷源系统采用了带自然冷却蒸发冷却式冷水机组,设置了8 套900kW 额定制冷量的自然冷却蒸发冷凝冷水机组,充分利用环境自然冷源,降低运行功耗、水耗;一体化结构设计,防冻、防风沙结构设计同时兼顾应用环境需求,可实现数据中心PUE 低于1.3,较传统水冷冷水系统降低水耗50% 以上,较风冷冷水系统降低电耗30% 以上。

文章来源:

《数据中心蒸发冷却冷水系统及高效空调末端集成技术白皮书》

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关键字:数据中心

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