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數(shù)據(jù)中心蓄冷罐的原理及作用

2022-02-10     來源:西安易筑機(jī)電工業(yè)化科技有限公司

技術(shù)原理

利用夜間谷段電力的低電價，利用數(shù)據(jù)中心的冷水機(jī)組、冷水循環(huán)水泵、冷卻循環(huán)水泵等設(shè)備的備用機(jī)組進(jìn)行工作，將儲水罐中的水制冷到5℃以下，并在白天電價較高的峰段電力期間將蓄藏的低溫冷凍水釋放出來供空調(diào)系統(tǒng)制冷使用，對電網(wǎng)來說達(dá)到削峰填谷的目的，對數(shù)據(jù)中心來說達(dá)到降低電費的目的。

實施水蓄冷的基本條件

水蓄冷系統(tǒng)優(yōu)勢


蓄冷系統(tǒng)根據(jù)其常用蓄冷介質(zhì)不同可分為水蓄冷、冰蓄冷。水蓄冷系統(tǒng)有單位體積蓄冷量小，冷槽體積龐大，冷損耗大等缺點，盡管如此，水蓄冷系統(tǒng)因其如下優(yōu)勢依舊在數(shù)據(jù)中心得到廣泛應(yīng)用。

一、水蓄冷蓄冷溫度與冷凍水供水溫度接近，放冷速度快，即需即供，無時間延遲；

二、水蓄冷因所需蒸發(fā)溫度高，故較冰蓄冷耗電量低，運行費用低，且也無需選用雙工況機(jī)組；

三、水蓄冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，運行簡便，易于操作，故障率低。

蓄冷容量計算



數(shù)據(jù)中心蓄冷裝置供應(yīng)冷凍水的時間不應(yīng)小于不間斷電源設(shè)備的供電時間，而國標(biāo)規(guī)定的A級數(shù)據(jù)中心不間斷電源系統(tǒng)電池最少備用時間為15min。故方案設(shè)計時，按滿足空調(diào)系統(tǒng)15分鐘運行要求計算。

蓄冷罐運行時，蓄冷量計算為：

V=3600×Q/Δt×ρ×Cp×FOM×av

其中除ρ蓄冷水密度（1000kg/m3）、Cp冷水比熱容（4.18kJ/kg×℃）為定值外，其余均為直接影響蓄冷罐最終容積的變量，如Q蓄冷量（RT）、Δt放冷回水溫度與蓄冷進(jìn)水溫度間的溫差、FOM蓄冷罐保溫效率、av蓄冷罐容積效率。

水蓄冷的應(yīng)用形式


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水蓄冷的應(yīng)用形式可分為：閉式承壓蓄冷罐模式和開式蓄冷罐蓄冷模式。在早期數(shù)據(jù)中心應(yīng)用中，閉式蓄冷罐串聯(lián)接入主要用于空調(diào)系統(tǒng)的容災(zāi)備份，蓄冷罐內(nèi)的冷水持續(xù)流動以保證隨時保有備用的蓄冷量供應(yīng)。此方案響應(yīng)速度快，但是冷凍循環(huán)水一直需要經(jīng)過水管，增加了設(shè)備能耗，同時設(shè)備承壓，也增加的初投資，開式蓄冷罐蓄冷模式，并聯(lián)接入，蓄冷罐既作為負(fù)荷末端，也作為供冷源。此方案需要比運行溫度更低的蓄冷溫度，蓄冷體積小，系統(tǒng)并聯(lián)也方便維修。

隨著大型數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)架設(shè)計的不斷優(yōu)化與完善，水蓄冷空調(diào)已經(jīng)作為水系統(tǒng)重要的應(yīng)急冷源而被廣泛應(yīng)用。無論哪種蓄冷方式、運行模式及控制策略，都有其相適用的應(yīng)用環(huán)境。前期方案設(shè)計階段和數(shù)據(jù)中心測試驗證階段都需對制冷空調(diào)系統(tǒng)能否應(yīng)對可能的突發(fā)狀況進(jìn)行全年考量，以滿足數(shù)據(jù)中心相應(yīng)的設(shè)計等級要求，并確保在故障發(fā)生時，蓄冷系統(tǒng)能及時投入循環(huán)系統(tǒng)得到應(yīng)用。

文章參考文件：水蓄冷技術(shù)概述、淺談水蓄冷技術(shù)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用


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