机房空调局域网热备份系统
a.降低机房空调机组的运行成本:当一台机组可以满足机房中温度要求时,只需开启一台机房空调机组,达到降低运行成本的目的。
b.主用机房制冷机组,备用制冷机组正常运行时自动切换工作功能:可以在不断电的情况下人为设定各个机组自动切换工作的间隔时间,到达设定的时间后,正在工作的机组自动停机,同时,停止工作的机组自动开机,可以使得在同一个局域网中的所有机组在一定的时间内工作时间基本相同,避免传统的主用,备用机组工作方式所产生的主用机组一直工作,而备用机组不工作的情况,同时也可以减少人员的手动控制工作量,实现系统全自动化运行,延长所有机组的使用寿命。
c.主用,备用机组产生警报时自动切换工作功能:此功能与传统的主用,备用机组工作方式基本相同,当正在工作的机组产生警报时, 停止工作的机组自动开机,同时远程放置的控制器操作面板产生警报提示(此功能与传统的主用,备用机组工作方式不同),通知维护人员对警报机组进行维护,警报条件解除后,系统内的机组恢复原始(警报产生前)的工作状态。
d.负荷峰值时,主用,备用机组智能控制功能:当房间内负荷热量(或湿度)增加(或减少),所有正在工作的机组不足以提供相应的冷量(或热量,加湿及除湿量)时, 停止工作的机组将自动开机来维持室内的温湿度要求,此时可以满足冬季和夏季实验室对制冷的不同需求,降低运行成本增加可靠性。
自然冷却冷水主机的工作原理:当室外温度较低时,就可以利用冷空气冷却高温回水,不需要开启压缩机即可为空调室内机提供冷量,这种方法即为自然冷却方法。利用自然冷却效应开发的冷水主机即为自然冷却冷水主机,它与普通冷水主机最大的区别在于它在冷凝盘管之前安装了自然冷却热交换盘管,旨在最先利用环境冷空气冷却盘管内的回水;另一个区别在于内部水循环系统的设计上,自然冷却循环利用三通调节阀将循环水路与自然冷却热交换盘管连接起来(如下图所示)。
其实,自然冷却冷水主机的工作原理并不复杂:当三通调节阀中旁通B完全关闭,A与C连通时,即自然冷却热交换盘管关闭,全部冷量由压缩机制冷提供;当室外温度低于回水温度时,A关闭,B与C连通,回水通过自然冷却热交换盘管预冷,然后再进入蒸发器,这样一来,压缩机只需部分工作就可以满足空调冷量的要求,从而节省了大部分能耗;而当室外温度足够低时,A关闭,B与C连通,通过自然冷却就可以完全满足空调冷量要求,压缩机停机,这时机组总能耗明显降低,只包含自然冷却系统的能耗,总之,室外温度越低,节能效果越明显。如果采用自然冷却冷水机组比普通冷水机组每年大约节能20~50%,具体效果如何会因安装地区的气候条件而不同。
风冷直接蒸发式机组,适用于水源缺乏的地区和无冷却水系统的场所,可外挂或外置室外机(楼层不高,允许破坏建筑外观),系统简单,无须考虑配备水泵和冷却塔,也无需集中冷冻水系统为之服务。缺点为室内外机之前的管长受限,在室内外机之前接管超过60米时,需要根据实际情况采取解决方案。
水冷直接蒸发式机组,适用于有集中冷却水系统的场所,机组能效比风冷式机组高,机组安装不受室外场地限制。
双冷源机组具有直接蒸发式和冷冻水机组的双重优点外,同时还具有冷源相互备份的特点,当使用用户冷冻水资源时,只有冷冻水盘管换热,压缩机停止运行,有利于节能,当用户停止中央空调冷冻水系统时,机组启动压缩机进行制冷。
冷冻水空调系统包括不含冷源的冷冻水型机组加冷水主机。
冷水主机分为普通冷水主机和自然冷却冷水主机。普通冷水主机一般安装在建筑物的屋顶外部,它们专为室外安装设计,不需要增加任何针对恶劣天气的保护措施。冷水机组按照不同冷凝方式可分为风冷和水冷两种,以风冷冷水主机为例,其工作原理是:携带室内热量的高温回水流入机组,进入壳管式蒸发器,被制冷剂盘管冷却,热量传递给制冷剂,由后者带到风冷冷凝器中,由风机驱动环境空气对其进行强制散热。按经验来说,一套空调设备的平均制冷量为设计值的85%,剩下部分作为冷量备份。
恒温恒湿机房空调系统分析
数据中心机房面积为8000平方米,热负荷为500W/平方米的数据中心为例,不同空调系统(自含冷源的风冷直接蒸发式机组、水冷直接蒸发式机组、普通风冷冷水主机加冷冻水机组、自然冷却冷水主机加冷冻水机组、水冷冷水主机加冷冻水机组、双冷源型空调机组)分别在哈尔滨、北京、上海、广州、贵阳这五个城市运行,从空调系统总投资的比较可以看到,双冷源系统,具有风冷和冷冻水系统双重特点,投资成本最高,但是系统的运行最稳定,维修和维护量最大。
自然冷却冷水主机加冷冻水机组和普通风冷冷水主机加冷冻水机组投资成本相当,比双冷源系统要小很多,自然冷却冷水机组在不同的安装条件可以达到不同的节能效果,所以在合适的安装地点推荐使用自然冷却冷水机组,风冷直接蒸发式机组和水冷直接蒸发式机组的系统总投资最小,风冷机组适用于全国范围内,其灵活性最高,而水冷机组更适用于南方地区。