数据中心冷水机组案例浅析叶明哲 CDCC 8月14日制冷主机简称冷机,是数据中心空调系统的重要组成部分,其载冷剂一般为水,简称为冷水机组,其冷凝器的冷却利用常温水的换热降温来实现,故也称为水冷机组。数据中心冷量需求大,选用离心式机组可以获得较好的能效,本文的冷水机组专指离心机组。
冷水机组原理
离心式制冷压缩机是一种回转式速度型压缩机,吸气管将要压缩的气体引入到叶轮
高压冷水机厂家
数据中心冷水机组案例浅析叶明哲 CDCC 8月14日制冷主机简称冷机,是数据中心空调系统的重要组成部分,其载冷剂一般为水,简称为冷水机组,其冷凝器的冷却利用常温水的换热降温来实现,故也称为水冷机组。数据中心冷量需求大,选用离心式机组可以获得较好的能效,本文的冷水机组专指离心机组。
冷水机组原理
离心式制冷压缩机是一种回转式速度型压缩机,吸气管将要压缩的气体引入到叶轮入口,气体在叶轮叶片的作用下跟着叶轮做高速旋转,通过叶轮中的叶片对叶轮槽道中的气体作功,提高气体的速度后引出叶轮出口处,然后导入扩压腔;由于气体从叶轮流出后,具有较高的流速,为了将这部分速度能转化为压力能,在叶轮排气口外侧设置了流通截面逐渐扩大的扩压器,进行能量的转换,以提高气体的压力;扩压后的气体在蜗壳里汇集起来后,进入机组的冷凝器进行冷凝,以上这一过程就是离心机的压缩原理,如图1;另外为了冷凝和把冷量带走,空调系统包括冷却水系统和冷冻水系统。
1、离心机组组成
离心机组组成如下:包括离心压缩机、蒸发器、冷凝器、节流孔板、供油装置、控制柜等组成,如图2、图3所示。其中压缩机主要由吸气室、叶轮、扩压器、弯道与回流器、蜗壳组成。
2、离心机组的特点
大型离心机组特点如下:（1）制冷量大。由于离心式压缩机的吸气量不能过小,因而离心式压缩机的单机制冷量都较大。结构紧、重量轻、尺寸小,因而占地面积小。在相同的制冷量下,离心式压缩机的重量只有活塞式压缩机的1/5～1/8,冷量越大,越明显。
（2）易损件少,可靠性高。离心式压缩机在运行过程中几乎无磨损,因而经久,维修运转费用较低。
（3）离心式压缩机中的压缩部件为旋转运动,在径向受力平衡,因而运转平稳,振动小,无需专门的减振装置。
（4）能够经济地进行冷量调节。离心式压缩机可以采用如导流叶片调节等方法,使能量在一定的范围内调节。
（5）易于实行多级压缩和节流,可实现同一台制冷机多种蒸发温度的操作运行。
冷水机组常见故障
冷机在建设和调试中会遇到一些问题,运行中也会发生故障,这些问题和故障的处理方法关系到数据中心运维的安全,下面是冷机建设和运维中发生的一些案例,相关处理方法和心得,仅供参考。
无负荷调试
【问题现象】某数据中心需要对冷机进行调试和试运行,但末端空调设备安装还未完成,现场也缺少必要的假负载,调试工作无法进行。
【问题分析】数据中心离心机组安装完成后,机房末端设备没有安装,末端冷冻水路不通,冷机无法调试;即使通过分集水器进行冷冻水旁通,也仅仅使冷机能够开机运行,缺少热负荷,或者热负荷过小,无法达到冷机下限负荷,调试工作无法进行。另一方面,由于冷机未调试,主机房服务器设备无法加电运行,相互形成一个死循环;另外调试过程中,需要的假负载功率巨大,运行过程会耗费大量电能;上述因素导致冷机调试成为一个难题。
【问题解决】采用无负荷调试方法进行调试。这个过程,就是充分利用板换的换热能力,把冷机蒸发器产生的冷量通过板换交换到冷机冷凝器侧,把冷机冷凝器放出的热量通过板换交换回到蒸发器侧,从而达到冷机冷量和热负荷的完全匹配,冷却塔只带走压缩机的轴功率。采用这个方法,很容易就达到不同负荷下的综合效能测试,冷机板换调试水路循环如图4所示。
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