【水蓄冷應(yīng)用】某大型數(shù)據(jù)中心暖通冷源設(shè)計(jì)分享

河北某大型數(shù)據(jù)中心一期機(jī)電配套工程冷水主機(jī)工程設(shè)計(jì)案例，制冷站數(shù)據(jù)中心一層，地上五層,數(shù)據(jù)中心A總建筑面積24797.47平米，建筑高度23.70米。主要功能為制冷機(jī)房、高低壓配電室、數(shù)據(jù)機(jī)房、電力電池室、監(jiān)控室等。

? 制冷站空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì),包括制冷站內(nèi)冷熱源、水泵、冷卻塔等設(shè)備，空調(diào)水管路等。不含通風(fēng)、防排煙設(shè)計(jì);不含機(jī)房空調(diào)末端及末端空調(diào)支管。

??數(shù)據(jù)中心新風(fēng)系統(tǒng)。

參照可研規(guī)劃：數(shù)據(jù)中心機(jī)房A工藝負(fù)荷預(yù)測(cè)機(jī)架設(shè)備冷負(fù)荷為18015kW，電源設(shè)備冷負(fù)荷1801.5kW，圍護(hù)、照明、人員等其他冷負(fù)荷1487kW，總冷負(fù)荷為21303.5kW。其中一期近期工藝負(fù)荷預(yù)測(cè)，設(shè)備冷負(fù)荷為8480kW。

數(shù)據(jù)中心機(jī)房空調(diào)采用冷凍水型機(jī)房專用空調(diào)，全年制冷,冷水機(jī)組、冷卻塔、板式換熱器、水泵、定壓裝置等設(shè)備采用(N+1)原則布置。

冷熱源

（1）根據(jù)機(jī)電配套工程可研要求：該工程冷源采用10KV高壓離心冷水機(jī)組+板式換熱器+冷卻塔系統(tǒng)形式，為數(shù)據(jù)中心提供集中冷源。數(shù)據(jù)中心機(jī)房A與數(shù)據(jù)中心機(jī)房B分別在一樓建設(shè)冷源系統(tǒng)，通過(guò)母管連接，共用一臺(tái)備用冷水機(jī)組,母聯(lián)管路通過(guò)地下管溝鋪設(shè)連接。數(shù)據(jù)中心機(jī)房A規(guī)劃3臺(tái)10KV高壓離心冷水機(jī)組，單臺(tái)制冷量為2500RT(8790KW),運(yùn)行三臺(tái)，其備用冷水機(jī)組安裝在數(shù)據(jù)中心機(jī)房B一層制冷機(jī)房；數(shù)據(jù)中心機(jī)房B規(guī)劃3臺(tái)10KV高壓離心冷水機(jī)組，單臺(tái)制冷量為2500RT(8790KW),運(yùn)行二臺(tái)，其中一臺(tái)作為兩棟?rùn)C(jī)房樓A/B共用備用冷水機(jī)組,母管連接。

（2）數(shù)據(jù)中心機(jī)房A規(guī)劃3臺(tái)10KV高壓離心冷水機(jī)組，單臺(tái)制冷量為2500RT(8790KW),運(yùn)行三臺(tái)，總冷量26370KW，滿足可研工藝總規(guī)劃要求。根據(jù)甲方的任務(wù)書(shū),一期安裝2臺(tái)，1用1備，空調(diào)供回水溫度采用14/19%%DC，空調(diào)供回水管接至空調(diào)水管井為各樓層預(yù)留樓層支管。高壓冷水機(jī)組的控制柜由設(shè)備廠家配套供貨?？照{(diào)冷水循環(huán)泵采用變頻泵，參數(shù)：G=1600m3/h,H=35m,承壓1.0MPa，變頻控制,3臺(tái),一期上2臺(tái)。冷水循環(huán)泵和空調(diào)末端風(fēng)機(jī)設(shè)置15min的UPS不間斷電源供電，在市電切換或中斷時(shí)實(shí)現(xiàn)不間斷制冷。機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置15分鐘應(yīng)急水蓄冷裝置(考慮機(jī)架功率≥5KW/j)，室外開(kāi)式罐蓄水量為600m3，水位高度在26米，水溫控制在14%%DC，蓄冷系統(tǒng)由專業(yè)廠家深化設(shè)計(jì)與施工。

（3）數(shù)據(jù)中心機(jī)房A規(guī)劃3臺(tái)冷卻塔(帶輔助電加熱)，安裝在五層室外屋面，單臺(tái)水量G=1900m3/h,規(guī)劃3臺(tái)，一期上2臺(tái)，1用1備，冷卻水供回水設(shè)計(jì)溫度為32/37℃。設(shè)置冬季冷卻塔間接供冷，減少冷水機(jī)組運(yùn)行時(shí)間，冷卻水供回水（即板式換熱器一次側(cè)進(jìn)出水）溫度為13/18℃，冷凍水供回水（即板式換熱器二次側(cè)出進(jìn)水）溫度為14/19℃?？紤]到冷卻塔補(bǔ)水系統(tǒng)安全要求，設(shè)置三臺(tái)冷卻塔12小時(shí)補(bǔ)水蓄水量，計(jì)1134m3。給排水專業(yè)在土建階段實(shí)施。變頻控制空調(diào)冷卻水循環(huán)泵參數(shù)：G=1900m3/h,H=28m,規(guī)劃3臺(tái)，一期上2臺(tái)。

（4）板式換熱器參數(shù)：Q=8790Kw,一次側(cè)：13/18℃,二次側(cè)：19/14℃,外形尺寸：≤1200x6000x3200(H),壓損≤50kPa,運(yùn)行重量15000kg

（5）工程配置2臺(tái)（1用1備）螺桿式水源熱泵機(jī)組作為數(shù)據(jù)機(jī)房初期低負(fù)荷冷源使用，后期作為舒適性空調(diào)及維護(hù)支撐用房冷熱源使用。

（6）空調(diào)水系統(tǒng)采用氣壓罐定壓補(bǔ)水，補(bǔ)水采用軟化水，定壓補(bǔ)水系統(tǒng)安裝在一層制冷機(jī)房?jī)?nèi)。平時(shí)，采用室外型高位開(kāi)式蓄冷水罐作定壓、補(bǔ)水，根據(jù)開(kāi)式蓄冷罐水位信號(hào)控制補(bǔ)水泵啟停。停用或檢修時(shí)，啟動(dòng)室內(nèi)定壓補(bǔ)水機(jī)組。

（7）空調(diào)冷凍水，冷卻水經(jīng)過(guò)電子廣譜感應(yīng)水處理器處理，達(dá)到除垢、殺菌、防腐的目的。冷水機(jī)組設(shè)膠球在線清洗裝置，可以有效的降低冷凝器的污垢熱阻，保持換熱效率不降低。

（8）該工程采用冷卻塔間接供冷方式利用室外自然冷源。在系統(tǒng)上串聯(lián)板式換熱器，并增加切換管路和閥門(mén)。

? 當(dāng)冷卻塔出水溫度小于13℃（可調(diào)）時(shí)，關(guān)閉冷水機(jī)組，完全采用自然冷卻。系統(tǒng)斷開(kāi)與冷水機(jī)組的連接，切換到直接與板式換熱器連接，通過(guò)板式換熱器換熱直接帶走室內(nèi)熱量。

??當(dāng)冷卻塔出水溫度在13~18℃（可調(diào)）時(shí)，采用部分自然冷卻。冷卻水或冷凍水同時(shí)經(jīng)過(guò)板換和冷機(jī)，冷卻水先預(yù)熱

再進(jìn)冷機(jī)，同時(shí)冷凍水先預(yù)冷后再進(jìn)冷機(jī)。在冬季可大幅降低冷水機(jī)組運(yùn)行時(shí)間，在過(guò)渡季節(jié)可降低主機(jī)運(yùn)行功率，從而降低制冷系統(tǒng)用電量。

??當(dāng)冷卻塔出水溫度高于18℃時(shí)，關(guān)閉板式換熱器水路，啟動(dòng)冷水機(jī)組制冷系統(tǒng)。

（9）熱回收空調(diào)冷、熱源設(shè)計(jì)

制冷機(jī)房配置了兩臺(tái)450RT的水源熱泵機(jī)組,布置在一層制冷站，冷卻塔布置在屋頂。數(shù)據(jù)機(jī)房初期設(shè)備冷負(fù)荷較小時(shí)，開(kāi)啟水源熱泵機(jī)組制冷，冷水供回水溫度為14/19℃，冷卻水供回水溫度為37/32℃。數(shù)據(jù)機(jī)房設(shè)備冷負(fù)荷滿足2500RT開(kāi)機(jī)負(fù)荷時(shí)，水源熱泵機(jī)組作為數(shù)據(jù)中心、維護(hù)辦公樓舒適性空調(diào)冷熱源使用。制冷時(shí)，冷水供回水溫度為7/12℃，冷卻水供回水溫度為37/32℃；供熱時(shí)，熱水供回水溫度為45/40℃，熱回收冷水側(cè)溫度為19/14℃。

冷卻水塔布置圖

水系統(tǒng)流程圖

制冷機(jī)房平面圖

制冷機(jī)房剖面圖

制冷站冷凍水管定位圖

制冷站冷卻水平面圖