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机房空调制冷系统的性能特点
 
精密空调制冷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。

  空调系统的比较分析不难看出,对于北方城市的哈尔滨来说,四季分明,冬天温度相对比较低,所以不适宜使用水冷系列,故在比较时没有将此种空调系统考虑进去,在比较中发现自然冷却冷水主机加冷冻水机组的节能效果很明显,耗电量明显减少。

  水冷冷水主机加冷冻水机组的系统总投资最少,在计算设备制冷总功率和耗电量时,直接蒸发式机组最高,其中还未考虑加热器、加湿器等耗电量,同时实际机组工作时直接蒸发式机组由于室内环境变化会引起压缩机的频繁启动,必然引起耗电量增加,而水冷冷水主机加冷冻水机组这样的情况没有直接蒸发式机组发生频繁,所以从能耗角度考虑直接蒸发式机组也没有水冷冷水主机加冷冻水机组系统要好,经计算,水冷冷水主机加冷冻水机组系统较风冷直接蒸发式机组要节能可达到20%左右。

  冷冻水精密空调系统包括不含冷源的冷冻水型机组加冷水主机,主要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。

  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。

  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

  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。

  数据中心机房空调系统作为集中冷源的冷冻水系统,该系统与各自独立的直接蒸发式空调系统相比,制冷效率更高,设备更集中更少,运行更稳定,故障率和维护成本更低,国外众多大型数据中心普遍使用冷冻水空调系统。

 
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