阿爾西提出的數(shù)據(jù)中心自然冷卻冷凍水系統(tǒng)技術(shù)，通過冷凍水循環(huán)管路的精心設(shè)計以及控制邏輯的優(yōu)化，實現(xiàn)與機房內(nèi)部空調(diào)氣流組織的完美匹配。

　　隨著整個社會信息化程度的不斷提高，對于數(shù)據(jù)中心的需求也越來越大，在有限的空間內(nèi)IT設(shè)備的密度和業(yè)務(wù)都不斷增大，隨之而來的是用電負荷的逐漸加大，熱流密度的不斷提高，這就要求我們不斷探索新的空調(diào)解決方案。

　　作為數(shù)據(jù)中心空調(diào)的集中冷源，冷凍水系統(tǒng)與各自獨立的直接膨脹式空調(diào)系統(tǒng)相比，制冷效率更高，設(shè)備更集中更少，運行更穩(wěn)定，故障率和維護成本更低，國外眾多大型數(shù)據(jù)中心普遍使用冷凍水空調(diào)系統(tǒng)。

　　由于數(shù)據(jù)中心熱負荷較大，常年需要冷水機組運行，即便室外溫度很低的情況下也要照常工作。這樣，當室外溫度較低時，就可以利用冷空氣冷卻高溫回水，不需要開啟壓縮機即可為空調(diào)室內(nèi)機提供冷量，這種方法即為自然冷卻方法。利用自然冷卻效應(yīng)開發(fā)的冷水機組即為自然冷卻冷水機組，它與普通冷水機組最大的區(qū)別在于它在冷凝盤管之前安裝了自然冷卻熱交換盤管，旨在優(yōu)先利用環(huán)境冷空氣冷卻盤管內(nèi)的回水。

　　阿爾西提出的數(shù)據(jù)中心自然冷卻冷凍水系統(tǒng)，已通過國家專利審批。它通過冷凍水循環(huán)管路的精心設(shè)計以及控制邏輯的優(yōu)化，實現(xiàn)與機房內(nèi)部空調(diào)氣流組織的完美匹配，并且可以根據(jù)室內(nèi)熱負荷以及室外環(huán)境的變化，對冷凍水流量進行靈活的調(diào)節(jié)，將自然冷卻的效益發(fā)揮到最大，始終使機組保持高效運行。此套數(shù)據(jù)中心空調(diào)解決方案根據(jù)安裝地區(qū)氣候條件的不同，可以實現(xiàn)30%～70%的節(jié)能，使得運行費用大幅縮減，而為此增加的空調(diào)設(shè)備初投資，最多兩年的時間就可以收回，而整個機組的使用壽命至少有10年。

　　普通冷水機組

　　冷水機組一般安裝在建筑物的屋頂外部，它們專為室外安裝設(shè)計，不需要增加任何針對惡劣天氣的保護措施。
　　冷水機組按照不同冷凝方式可分為風冷和水冷兩種，本案采用的是風冷冷水機組，它的工作原理是：攜帶室內(nèi)熱量的高溫回水流入機組，進入殼管式蒸發(fā)器，經(jīng)制冷劑盤管冷卻，熱量傳遞給制冷劑，由后者帶到風冷冷凝器中，由風機驅(qū)動環(huán)境空氣對其進行強制散熱。按經(jīng)驗來說，一套空調(diào)設(shè)備的平均制冷量為設(shè)計值的85%，剩下部分作為冷量備份。

　　自然冷卻冷水機組

　　為機房空調(diào)提供集中冷源的冷水機組需要常年運行，即便室外溫度很低的情況下也要照常工作。這樣，當室外溫度較低時，就可以利用冷空氣冷卻高溫回水，不需要開啟壓縮機即可為空調(diào)室內(nèi)機提供冷量，這種方法即為自然冷卻方法。利用自然冷卻效應(yīng)開發(fā)的冷水機組即為自然冷卻冷水機組，它與普通冷水機組最大的區(qū)別在于它在冷凝盤管之前安裝了自然冷卻熱交換盤管，旨在最先利用環(huán)境冷空氣冷卻盤管內(nèi)的回水;另一個區(qū)別在于內(nèi)部水循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計上，自然冷卻循環(huán)利用三通調(diào)節(jié)閥將循環(huán)水路與自然冷卻熱交換盤管連接起來

　　其實，自然冷卻冷水機組的工作原理并不復雜：當三通調(diào)節(jié)閥中旁通B完全關(guān)閉，A與C連通時，即自然冷卻熱交換盤管關(guān)閉，全部冷量由壓縮機制冷提供;當室外溫度低于回水溫度時，A關(guān)閉，B與C連通，回水通過自然冷卻熱交換盤管預(yù)冷，然后再進入蒸發(fā)器，這樣一來，壓縮機只需部分工作就可以滿足空調(diào)冷量的要求，從而節(jié)省了大部分能耗;而當室外溫度足夠低時，A關(guān)閉，B與C連通，通過自然冷卻就可以完全滿足空調(diào)冷量要求，壓縮機停機，這時機組總能耗明顯降低，只包含自然冷卻系統(tǒng)的能耗?？傊?，室外溫度越低，節(jié)能效果越明顯。如果采用自然冷卻冷水機組，每年大約節(jié)能22%～31%，具體效果如何會因安裝地區(qū)的氣候條件而不同。

　　全新的數(shù)據(jù)中心空調(diào)解決方案

　　采用自然冷卻冷水機組作為集中冷源為機房空調(diào)提供冷量，已經(jīng)取得了非常好的節(jié)能效果，那是否還可以將能耗降到更低呢?雖然室外溫度由氣候環(huán)境而定，無法人為改變，但是冷凍水系統(tǒng)的回水溫度可以進一步優(yōu)化，從而實現(xiàn)進一步的節(jié)能。

　　冷凍水系統(tǒng)的回水溫度越高，室外自然冷卻功能開啟的溫度就越高，所以通過提高回水溫度可以繼續(xù)優(yōu)化節(jié)能效果。具體實現(xiàn)方法是通過合理設(shè)計室內(nèi)機的氣流組織提高回風溫度，而且可以通過優(yōu)化室內(nèi)機雙向閥開度的控制邏輯，使冷水機組變流量運行，實現(xiàn)進一步的節(jié)能。

　　當實際熱負荷小于設(shè)計值時，如果冷水機組以恒定流量運行，則回水溫度將降低，而如果變流量運行，則回水溫度會明顯升高。比如，當以75%負荷運行時，恒定流量回水溫度為12℃，而變流量回水溫度為18℃。置換送風空調(diào)與其他空調(diào)最大的區(qū)別就在于，它的回水溫度會隨著負荷的降低而升高。在數(shù)據(jù)中心的運行負荷范圍內(nèi)，這種回水溫度的溫差大概在6℃～7℃之間。

　　只能定流量運行的普通自然冷卻冷水機組的節(jié)能效果與新方案中的節(jié)能效果根本無法相比。因為它不具備變流量運行的功能，為了彌補這一缺陷，對冷凍水流量進行調(diào)節(jié)，在普通冷水機給水和回水之間加入旁通。這樣流入室內(nèi)空調(diào)機的流量可以根據(jù)室內(nèi)熱負荷而變化，而回水與部分給水混合后再進入冷水機，回水溫度也相應(yīng)降低，這樣對于室內(nèi)空調(diào)機組起到了節(jié)能效果，提高了回水溫度，但另一方面旁通卻會對冷量造成極大的浪費。

　　全新解決方案中的冷水機組，通過冷凍水循環(huán)管路的精心設(shè)計以及控制邏輯的優(yōu)化，實現(xiàn)與室內(nèi)機的完美匹配，將自然冷卻的效益發(fā)揮到最大，將能耗降到最低，并且可以根據(jù)室內(nèi)熱負荷以及室外環(huán)境的變化進行靈活的調(diào)節(jié)，始終使機組保持高效運行。

　　新的冷水機組在給回水之間并沒有加旁通，而是通過與室內(nèi)機的雙向調(diào)節(jié)閥相匹配，實現(xiàn)對冷凍水流量的控制，從而使節(jié)能效果最大化。以1MW的熱負荷為例，與傳統(tǒng)冷水機組相比，普通定流量自然冷卻冷水機組根據(jù)當?shù)貧夂虿町惪梢怨?jié)能20%～30%，而全新ICT機房空調(diào)解決方案可以實現(xiàn)50%～70%的節(jié)能，使得運行費用大幅縮減，而為此增加的費用，兩年內(nèi)就可以收回，而整個機組的使用壽命至少有10年。

　　綜上所述，此套全新的數(shù)據(jù)中心空調(diào)解決方案，集合了集中冷源、變流量調(diào)節(jié)以及自然冷卻等諸多先進技術(shù)，今后必將成為大規(guī)模數(shù)據(jù)中心空調(diào)解決方案的標準。