风冷精密空调方案与水冷精密空调方案对比.docx

风冷精密空调方案与冷冻水型精密空调方案的能耗分析

一、空调制冷形式
对于中国大部分的中小型计算机机房工程而言，采用直接风冷一拖一精密空调的形式较多，这种空调形式的优点在于系统形式简单、安装简单、施工周期短、维修方便、维保工作量少、初投资相对低廉等，因此在中国的计算机机房项目中得到广泛的应用。但风冷一拖一精密空调方案最大的缺点就是制冷效率低，由于每一组精密空调都自带压缩机，精密空调的制冷系数（COP值）极低，一般不超过3.0。对于面积越来越大型化和服务器发热量越来越大的新建数据中心而言，使用风冷一拖一精密空调将会耗费巨大的电能。
在临沂商行的项目中，结合现场情况，由于设备平台与计算机机房在同一层，且两者相邻，采用“风冷一拖一精密空调”形式和“风冷冷水机组+精密空调”形式都比较适合；若采用“水冷冷水机组+开式冷却塔”的空调形式，由于大楼不一定能提供单独的制冷机房，且楼板的开洞工作量较大，冷却塔的维护保养工作量较大，因此在该项目中不建议采用“水冷冷水机组+开式冷却塔”的空调形式。
二、三种空调形式的简介
1、风冷式一拖一精密空调形式
此种空调形式是最简单的空调形式，压缩机位于室内机内，通过冷媒管连接室外机。其空调系统形式如下图：

对于全年均需制冷的计算机机房，精密空调压缩机需全年全天候运行。2、风冷冷水机组+精密空调形式
此种空调形式的冷源由风冷冷水机组提供，风冷冷水机组提供7/12℃的冷冻水供回水，机房专用空调采用冷冻水型精密空调。其空调系统形式如下图：

对于全年均需制冷的计算机机房，风冷冷水机组需全年全天候运行。
3、风冷冷水机组+FreeCooling（闭式冷却塔）+精密空调形式
此种空调形式的冷源在夏季时由风冷冷水机组提供，风冷冷水机组提供7/12℃的冷冻水供回水，机房专用空调采用冷冻水型精密空调；在冬季或过度季节，理论上当室外湿球温度低于12℃时，冷冻回水先通过FreeCooling设备，对12℃的冷冻回水进行降温处理，再将降温处理后的冷冻回水送至风冷冷水机组的蒸发换热器进行进一步降温。
由于冷冻水回水温度降低，相应减少了风冷冷水机组压缩机的负荷，甚至可以停运一台或若干台压缩机，从而达到节能的目的。当室外温度继续降低达到一定值时，冷冻回水通过FreeCooling（闭式冷却塔）设备就能使12℃冷冻回水降温到7℃，此时风冷冷水机组可以全部停止运行，从而达到节能的目的。其空调系统形式如下图：

原理图如下：
三、三种空调形式的优缺点及能耗对比
以下为三种空调方式优缺点对比：
空调形式
优缺点风冷一拖一精密空调形式风冷冷水机组+精密空调形式风冷冷水机组+FreeCooling+精密空调形式优点◇空调形式简单：一台精密空调室内机对应一台室外机，用铜管连接；
◇安全系数较高：任何一台室外机或室内机出现故障都只是数据中心的运行产生局部的影响，不影响数据中心正常运行；
◇安装简单：室内机与室外机用铜管连接，铜管的管径比水管小很多，施工量小；◇空调形式相对简单：无冷却水系统；
◇安装相对简单：由于精密空调室内机与风冷冷水机组连接水管，且为环形管道，管道较多，施工稍复杂；
◇制冷效率较高：同样的制冷量若干台小压缩机的COP值比一台大压缩机要低；
◇节能性高：在冬季或过渡季节可利用FreeCooling设备承担部分或全部冷负荷，节能效果良好；
◇制冷效率较高：同样的制冷量若干台小压缩机的COP值比一台大压缩机要低；
◇安装相对简单：由于精密空调室内机与风冷冷水机组连接水管，且为环形管道，管道较多，施工稍复杂；缺点◇制冷效率低：同样的制冷量若干台小压缩机的COP值比一台大压缩机要低；
◇数据中心环境较差：由于精密空调室内机带压缩机，精密空调运行时震动较大，数据中心的环境相对稍差，且对楼板的载荷要求较高。◇安全系数稍低：由于有冷却水引至精密空调机房内，存在漏水的隐患，且水管阀门较多，出现故障的可能性稍大；
◇维护工作量较大：冷冻水系统的设备和阀门较多，并需对冷冻水进行加药处理，日常维护保养工作量较大。
◇安全系数稍低：由于有冷却水引至精密空调机房内，存在漏水的隐患，且水管阀门较多，出现故障的可能性稍大；
◇维护工作量较大：冷冻水系统的设备和阀门较多，并需对冷冻水进行加药处理，日常维护保养工作量较大。
根据经验，济南地区采用冷冻水型精密空调型式比传统风冷一拖一精密空调型式，节能约30%。