数据中心冷源方案解析——以杭州地区为例
数据中心冷却方案
数据中心冷却方案随着现代社会的快速发展，数据中心成为了我们日常生活中不可或缺的一部分。
它们是存储、处理和分发大量数据的关键设施，为我们提供了快速的信息交流和便利的互联网体验。
然而，数据中心的高温和能源消耗问题也逐渐引起人们的关注。
因此，设计高效的数据中心冷却方案成为一项迫切的任务。
数据中心冷却方案的目标是保持设备运行在适宜的温度范围内，同时尽量减少能源的浪费。
传统的冷却方法，如空调和冷水系统，在大型数据中心中耗费了大量的电力。
除此之外，传统的冷却方案还会产生大量的热能，并对环境造成一定的负面影响。
因此，研究和开发新型的、更高效的数据中心冷却方案变得至关重要。
一种创新和环保的冷却方案是采用自然冷却技术。
这种方法利用周围环境的自然资源来降低数据中心的温度。
例如，充分利用室外的低温环境，在夜间通过外部风扇将冷空气引入数据中心，从而实现设备的冷却。
这种方法不仅节省了大量的能源，还减少了对环境的影响。
然而，这种技术在炎热的地区可能会有一定的限制，因为夜间温度可能仍然较高，无法满足数据中心的冷却需求。
另一种新型的冷却方案是液体冷却技术。
与传统的空气冷却相比，液体冷却技术在热量传递方面更加高效。
通过将冷却液体直接接触到设备上，可以更快、更有效地吸收和传递热量。
目前，有两种主要的液体冷却技术，分别是直接液冷和间接液冷。
直接液冷是将冷却剂直接引入设备的散热元件中，实现散热。
而间接液冷是通过循环系统将冷却剂从设备中引出，然后将其通过热交换器冷却，再重新输送回设备。
这种液体冷却技术不仅提高了数据中心的冷却效率，还减轻了设备的负荷，延长了其寿命。
除了上述的冷却方案，还有一种基于相变材料的热管理技术近年来得到了广泛的关注。
相变材料可以通过在温度变化时释放或吸收热量来实现温度调节。
这种技术可以应用于数据中心的散热板、散热片等部件，有效地提高冷却效果。
同时，相变材料的使用也可以减少能源的消耗，并改善数据中心的能效比。
在设计数据中心冷却方案时，还需要考虑未来的发展和可持续性。
数据中心冷却方案
数据中心冷却方案1. 引言数据中心是现代企业和组织中至关重要的设施之一。
它们承载着大量的服务器、网络设备和存储设备等关键设备，需要保持可靠性和稳定性。
冷却系统在数据中心的运行中起着至关重要的作用，能够确保设备的正常运行，并防止过热对设备造成严重损害。
本文将介绍一些常用的数据中心冷却方案，包括传统的冷气机方案和创新的液冷方案。
同时，还将讨论这些方案的优点和缺点，并给出一些建议，以帮助数据中心管理员根据实际需求选择合适的冷却方案。
2. 传统冷却方案2.1 空调系统传统的数据中心冷却方案通常使用空调系统来降低机房温度。
空调系统通过循环冷却剂来吸热并降低机房温度。
这种方式常用于小型和中型数据中心，具有以下优点：•简单易用，无需对设备进行更改•可以在广泛的气温范围内工作•相对成本较低然而，传统的空调系统也存在不足之处：•能耗较高，对环境造成负担•冷气机可能存在噪音问题•空气循环可能导致设备内部积聚灰尘和污垢2.2 热交换器热交换器是另一种常见的冷却方案。
它通过将热量从数据中心传输到周围环境中，以保持机房温度在可接受范围内。
热交换器通常需要与外部环境进行热量交换，可以通过风扇或水冷系统来实现。
热交换器方案具有以下优点：•提供了更高效的冷却效果•能耗相对较低，对环境影响较小•可以适应较大型的数据中心然而，热交换器方案也存在一些挑战：•需要更多的空间来安装和维护热交换器设备•需要额外的成本来建造和维护冷却系统•在高温环境下可能无法提供足够的冷却效果3. 创新液冷方案随着数据中心规模的不断扩大和技术的进步，一些新颖的液冷方案开始应用于数据中心。
这些液冷方案通过直接将冷却剂引入设备或机架中来实现更高效的冷却。
下面介绍两种常见的液冷方案：3.1 直接液冷直接液冷方案是将冷却剂直接引入服务器或机架中，通过直接接触来进行冷却。
这种方案的优点包括：•提供了更高效的冷却效果，降低了能耗•可以在热密集型场景下提供更好的冷却效果•减少了设备的噪音和空气循环带来的灰尘问题然而，直接液冷方案也存在一些挑战：•需要对设备进行修改和调整，增加了部署和维护的复杂性•可能需要更多的空间来安装和维护液冷系统•需要额外的成本来建造和维护液冷系统3.2 循环液冷循环液冷方案是通过在机房内构建液冷循环系统，并利用冷却剂在循环系统中传输热量。
数据中心冷源系统解决方案
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数据中心系统解决方案
内容
I. 公司介绍 II. 冷源系统解决方案 III. 离心式冷水机组 IV. 水冷变频螺杆 V. 风冷变频螺杆机组 VI. 冷源优化控制系统 VII.数据中心基础设施管理系统（） VIII.经典项目案例
2
公司介绍
浅谈数据中心应急冷源
浅谈数据中心应急冷源一.引言数据中心作为信息通讯的中枢，持续运转的服务器将产生大量的热量，若不及时将热量排出，聚集的热量将会引起服务器高温，从而影响设备稳定运行。
精密空调系统作为数据中心制冷的重要基础平台系统，是数据中心安全、稳定运行的保障。
但是在实际运行过程中，空调系统并无法保证“全勤”，空调系统偶然的故障或者电力供应问题均有可能导致空调系统停机。
空调系统从停机到再次恢复工作需要一定的响应时间，在该时间段内，服务器依旧处于工作状态，此时仍需要对机房温度进行控制，所以在除了原有空调系统外，还需配备额外的制冷系统，即数据中心的应急制冷系统。
二.应急制冷系统应急制冷系统，顾名思义，是在紧急状况下对数据中心进行控温的制冷系统。
在主空调系统因故障发生短暂停机时，应急制冷系统可立即“接管”控温的工作。
因而也被誉为数据中心的第二道“保险”。
对大功率、高热流密度的数据中心而言，配备应急制冷系统可进一步提高系统运行的可靠性。
一般而言，应急制冷系统主要由冷源、热交换器、送水/风管路、电源等组成，根据冷源的不同，应急制冷系统可分为两大类：一是双冷源空调系统；二是蓄冷式制冷系统。
本文将对两种不同类型的应急制冷系统进行介绍。
1.双冷源空调系统双冷源空调系统其本质为两套并联的空调系统，如图1所示，一套为冷冻水空调系统，一套为风冷直接蒸发式系统。
两套系统均可以独立为数据中心提供充足的冷量，二者互为备份可极大的提高制冷系统的可靠性。
通常来说，冷水机组具有制冷效率高、设备集中、便于维护、故障率低等诸多优势，因此是数据中心控温的首选。
当冷冻水系统制冷中断时，风冷直接蒸发制冷系统将自动开启，对主系统进行“补偿”。
值得注意的是，由于冷水机组启动较慢，当风冷系统切换为水冷系统需要更长的响应时间；而水冷系统则可较为顺畅地切换至风冷系统。
因此，风冷直接蒸发式系统可扮演应急制冷系统的角色。
还需指出，在机房运行初期，上架服务器数量较少，数据中心热负荷较轻，此时常采用风冷系统模式；随着上架服务器数量的增多，热负荷增大，择机切换至水冷系统模式。
数据中心机房冷通道原理
数据中心机房冷通道原理1. 引言1.1 数据中心机房冷通道原理数据中心机房冷通道是一种提高数据中心机房能效的重要技术手段，其原理主要是通过将冷气集中送入机架前方，形成冷通道，从而减少对整个机房进行冷却的能量消耗。
冷通道能够有效降低机房的温度，提高设备的运行效率，延长设备的使用寿命。
在数据中心机房中，冷通道的作用主要是将冷气直接送至机架前方，提高空气流通效率，降低能量消耗。
冷通道的设计原理包括通过合理布置空调设备和通风口，控制空气流动方向，形成有效的制冷系统。
冷通道的构成要素包括空调设备、风扇、隔板等，通过它们的协同作用实现对机房温度的控制。
冷通道的优势主要体现在节能环保、设备稳定性提高、运行成本降低等方面。
在数据中心机房中，冷通道被广泛应用于高密度设备的部署、大规模数据中心等需要高效制冷的场景中。
未来，随着数据中心规模的不断扩大和能效要求的提高，冷通道将继续发展壮大。
通过不断改进设计和技术，冷通道有望实现更高效的制冷效果，为数据中心的稳定运行提供更有力的支持。
2. 正文2.1 冷通道的作用冷通道是数据中心机房设计中的重要概念，其作用主要体现在以下几个方面：1. 降低能耗：冷通道可以将冷却空气直接送至服务器的吸入口，避免了与热空气混合，提高了冷却效率，从而降低了能耗。
相比于传统的混合式冷却方式，冷通道可节省大量能源。
2. 提高散热效率：冷通道的设计可以有效地减少热空气对服务器的影响，确保服务器能够在适宜的温度下工作。
这不仅可以提高服务器的性能，还可以延长其使用寿命。
3. 优化空间利用：冷通道设计可以使数据中心机房内部空间得到更有效的利用，减少了各种设备之间的干扰，提高了数据中心的整体运作效率。
4. 提高数据中心的可靠性：通过冷通道设计，可以有效降低服务器发生过热故障的风险，提高数据中心的稳定性和可靠性，保障数据的安全性和完整性。
冷通道在数据中心机房中具有重要的作用，不仅可以降低能耗，提高散热效率，优化空间利用，还可以提高数据中心的可靠性，为数据中心的持续运行提供了重要保障。
杭州南站冷热源方案的全寿命周期成本分析及选择
杭州南站冷热源方案的全寿命周期成本分析及选择摘要：暖通空调系统的冷热源在整个系统中占有重要的地位。
本文结合杭州南铁路车站的工程特点采用全寿命周期成本分析方法对三种备选方案进行了比较，从中选择出最具经济优势的方案。
结果表明风冷热泵搭配离心式冷水机组的方案更适用于本工程。
整个寿命周期的成本中运行费用占有更大的比例，但并不是运行费用最低即为最优。
因为资金具有的时间价值及设备寿命的有限性，最终的评判结论必须依据具体的全寿命周期成本分析结果得出。
关键词：铁路车站；冷热源方案；全寿命周期成本；时间价值1.引言在铁路车站的暖通空调系统中，空调末端的设置通常会根据建筑空间的特点进行配置。
对于固定的站型而言，空调末端型式通常也比较固定。
从一定意义上来说，车站暖通系统中的冷热源配置合理与否，可以直接影响整个空调系统的使用效果及运行的经济性。
随着全寿命周期成本LCC(LifeCycleCost)的概念引入到暖通空调系统的设计阶段,暖通空调系统的优劣评价不再仅考虑一次投资、时间及精力，而是综合考虑系统全寿命周期内的全部花费[1]。
LCC概念的引入也为铁路车站冷热源的评价提供了参考，同时为设计阶段冷热源方案的选择提供了依据。
广义上的寿命周期成本不仅包含了从产品从研究开发、设计、建设、使用直到报废整个寿命周期内产生的经济成本，同时也包括了环境成本和社会成本。
由于环境成本及社会成本难以量化，本文主要讨论经济成本部分。
2.工程概况2.1建筑概况杭州南站位于杭州市萧山区，是大型的铁路客运枢纽，其站房共三层，其中地下一层，地上二层。
车站为高架站，东西侧式站房采用对称布局，中间车场共7个站台。
车站总建筑面积49800m2。
2.2空调系统冷热源概况本工程空调区域面积44260m2，计算夏季空调冷负荷9577KW，冬季热负荷5960.5KW。
本建筑特点是东西向较长252m，南北向较短120m，东西分别设子站房，综合考虑机房的空间及方便布置，缩小输送距离，节省运行费用，减少水力失衡，方便调节的要求，本设计东西子站房分别设置独立的制冷换热机房，机房位于地下一层，分别负责部分高架站房及东西子站房的冷热源需求。
数据中心自然冷却分析
数据中心自然冷却分析随着信息技术的迅速发展和大数据的兴起，数据中心的需求也日益增加。
然而，传统的数据中心冷却技术往往存在能源消耗高和运行成本昂贵的问题。
因此，研究和应用自然冷却技术成为了数据中心行业的热点。
一、自然冷却技术的概念自然冷却技术是指利用自然界的低温资源和自然对流现象来降低数据中心的温度，实现数据中心的有效冷却。
相比传统的机械冷却技术，自然冷却技术具有能耗低、可持续发展等优势。
二、自然冷却技术的原理1. 外部空气冷却自然冷却技术的一种常见方式是利用外部空气的低温对数据中心进行冷却。
通过设计合理的空气进出口，使外部空气能够有效地流过数据中心的设备，带走设备散热产生的热量，从而降低温度。
2. 直接空气冷却直接空气冷却是指将外部冷凉空气直接引入数据中心，与设备直接接触来提供冷却效果。
这种方式可以减少能源消耗，提高数据中心的能效比。
3. 冷水循环系统冷水循环系统利用低温水对数据中心进行冷却。
通过在数据中心设备周围布置冷水供应系统，将冷水循环进入设备，带走设备散热产生的热量。
三、自然冷却技术的优势1. 节约能源相比传统的机械冷却技术，自然冷却技术能够充分应用自然界的冷却能源，将数据中心的耗能降到最低，实现能源的高效利用。
2. 降低运行成本自然冷却技术不需要额外的能源消耗，因此可以大大降低数据中心的运行成本。
在长期运营中，对于数据中心运营商来说具有显著的经济效益。
3. 环保可持续自然冷却技术减少了对化石燃料的依赖，减少了温室气体的排放。
在推动可持续发展和环保社会建设方面具有重要意义。
四、自然冷却技术的应用案例1. Google数据中心Google是自然冷却技术的广泛应用者之一。
他们在全球各个数据中心都采用了自然冷却技术，通过合理设计风道和散热系统，利用自然界的冷却能源进行数据中心的高效冷却。
2. 某云计算公司某云计算公司的数据中心采用地下水自然冷却技术，通过将地下水引入数据中心进行冷却，降低了能源消耗和运行成本。
数据中心制冷方案
数据中心制冷方案
众所周知，数据中心制冷是一项费时费力的工作，为了更有效地运行
数据中心，制冷设计是至关重要的。
在未来，数据中心将会朝着绿色可靠，可管理，可扩展性，可信任的方向发展。
在此背景下，数据中心制冷设计
也正面临着挑战。
下面我们将讨论数据中心制冷方案：
首先，在设计数据中心制冷系统时，应考虑建筑物外部环境的可行性。
这个可行性因素应包括：外部环境的气温条件，外部环境能提供的空气处
理部门的间接辐射冷却技术，以及有限的建筑环境和空间条件。
其次，应考虑内部环境可行性。
这考虑的要素包括：预期内部环境的
温度，相对湿度和压力条件，数据中心的可用空间，冷却要求，以及预期
的环境负载。
最后，应考虑设备可行性。
这涉及的要素包括：冷却解决方案的可行性，预期的设备效率，数据中心冷却系统的设计和管理，可用的材料使用
寿命，以及可能的故障处理条件。
实际上，数据中心的制冷方案在技术上可以实现两种不同的冷却方式：直接冷却和间接冷却。
对于直接冷却，冷却器通过气体，液体或合成材料
的循环来冷却服务器机房；另一方面，间接冷却则是通过向服务器机房注
入冷空气的方式来实现的。
杭州东站冷热源设计
杭州东站冷热源设计杭州东站冷热源设计随着城市化进程的不断推进，城市的各项基础设施建设也在不断完善和提升，其中交通设施建设是其中不可或缺的一部分，其中车站建设更是其中的重要一环。
杭州东站的建设就是一个非常好的例子，它是杭州市乃至整个浙江省的一个交通枢纽性工程，为方便杭州市民和外地游客的出行提供了便利。
而为了保证车站的正常运转，科学的冷热源设计则尤为重要。
冷热源设计是一个十分专业的领域，不同类型的建筑物所需的冷热源的设计也是有所不同的。
对于杭州东站这座大型的综合性交通设施来说，设计冷热源需要考虑到多方面的因素。
首先，考虑到该车站的规模较大，所以需要应用高效的节能技术，节约资源，减少能源的消耗。
追求低耗能、高节能则成为该车站冷热源设计的第一要义。
在此基础上，应用先进的供暖和制冷技术，加强管线的维护管理，则可以实现节约能源的目标。
其次，建筑的环境条件也是冷热源设计的重要考虑因素。
杭州东站的建筑环境特殊，其地下部分的环境湿度大、温度低，所以需要在冷热源设计中考虑到杭州东站建筑物的特殊环境要素，确保整座建筑的正常运转。
最后，针对车站的客流量及航班数量，考虑设计的冷热源适合的冷却量，保证车站的空调系统能够稳定运行，确保车站内外的空气环境的舒适度和安全性。
通过对杭州东站冷热源设计的详细研究，我们可以看出，科学的冷热源设计对于保证车站的稳定运转和市民群众的体验和出行安全都具有非常重要的意义。
而杭州东站的冷热源设计，则充分考虑到了多方面的因素，结合了新颖的控制技术，为车站的稳定运转和市民的出行提供了保障。
总之，交通设施建设是城市化进程中的重要一环，而科学且贴合环境条件的冷热源设计，则是保证其正常运转的关键。
杭州东站的建设不仅是杭州市的骄傲，更是长三角地区交通建设的典范，相信未来，随着城市化进程的不断推进，会有越来越多的城市交通设施像杭州东站这样，为人民群众出行提供更加便利的服务。
详解数据中心冷却方式及其工作原理
新型高效散热技术发展趋势
液体冷却技术
随着服务器功率密度的提高，传 统的风冷方式已无法满足高热流 密度芯片的散热需求，液体冷却 技术如浸没式冷却和冷板式冷却
等逐渐受到关注。
热管技术
热管利用工质的相变原理进行热 量传递，具有高效、可靠、无需 外部动力等优点，适用于高热流 密度和小型化数据中心的散热。
热电制冷技术
液体冷却优缺点分析
01
系统复杂性
液体冷却系统相比空气冷却系统更为复杂，需要更多的设备和管道来支
持冷却液的循环流动。
02
维护成本较高
液体冷却系统的维护成本相对较高，需要定期检查和更换冷却液，清洗
管道和设备等。
03
潜在泄漏风险
虽然现代液体冷却系统采用了高密封性的设计和高质量的材料，但仍存
在潜在的泄漏风险。一旦发生泄漏，可能会对数据中心设备造成损坏或
01
03
通过综合运用高效散热技术、智能化监控和运维管理 以及绿色环保理念，可以构建高效、可靠、绿色的数
据中心，为数字经济的可持续发展做出贡献。
04
绿色环保理念是数据中心发展的重要趋势，需要关注 可再生能源利用和废热回收技术等环保技术的应用。
THANKS 感谢观看
VS
评估方法
通过实验测试和数值模拟等手段，对双工 质冷却系统的性能进行评估和优化。
双工质冷却优缺点分析
优点
散热效率高，适用于高热流密度场景；节能 环保，符合绿色数据中心发展趋势。
缺点
系统复杂度高，维护成本较高；对工作环境 温度和湿度有一定要求。
05 冷却方式选择与设计考虑因素
数据中心规模与布局
工作流程
高温热源加热蒸发器中的低沸点工质，使其蒸发并吸收热量；蒸发的低沸点工质进入冷凝器，被冷却水或 空气冷却后凝结成液体，释放热量；同时，高沸点工质在冷凝器中吸收低沸点工质释放的热量并蒸发；高 沸点工质蒸汽进入压缩机，被压缩升温后回到蒸发器，完成一个循环。
某大型高密度数据中心制冷空调系统设计分析
某大型高密度数据中心制冷空调系统设计分析摘要：随着科技的不断发展，数据中心越来越多，而数据中心制冷系统对数据中心稳定运行具有重要意义。
本文分析了某大型高密度数据中心制冷空调系统的设计。
关键词：高密度数据中心；制冷空调系统；设计随着社会的发展，数据中心已经广泛出现在人们生产、生活中。
而数据中心的能源消耗巨大，在当前能源紧缺、节能减排的背景下，对大型数据中心节能研究意义重大。
一、数据中心概况该项目是将现有办公楼的一部分改造成数据中心。
改造前的办公楼总建筑面积约为12，000 m2，建筑高度24m，地上五层、地下两层，主要包括高密度数据中心、辅助用房和办公室。
其中本文研究的高密度数据中心位于该大楼二层北侧，主机房建筑面积280m2，层高4m。
服务器机柜110台，网络机柜6台，单台服务器机柜功率8.8kW，机房内设置防静电高架地板。
主要工程内容包括数据中心制冷空调系统、新风系统和排风系统的设计。
二、制冷空调及通风系统设计1、设计参数1）室外气象参数。
根据《实用供热空调设计手册》，参照该地区的气象参数选取室外气象参数，结果见表1。
表1室外气象参数2）室内气象参数。
《数据处理环境热工指南》列出了数据中心1-4级所对应的环境要求。
我国按照使用性质、管理要求及重要数据丢失或网络中断造成的损失或影响程度，将数据机房分为A、B、C三级。
数据中心机房的设计与建设以保证所有IT设备的不间断运行为首要任务。
同时，针对本项目制冷系统解决方案的设计，需要达到GB 50174-2008的A级设计标准。
因此，本文中的数据中心属于A级机房，机房内的温度（23±1）℃，相对湿度40%-55%，每小时温度变化率小于5℃/h，且室内不得结露。
3）通风换气次数。
为保证机房内的正压及人员新风量的要求，机房内新风量按照每人40 m3/h选取，同时要维持机房与相邻房间5Pa的正压，与外界房间10Pa的正压要求，二者取最大值。
2、负荷计算。
蓄冷 源牌案例
蓄冷源牌案例
1、上海科技馆
上海市2000年重点工程建筑面积10万m
2，储冰量9200 RTH，2001年10月APEC会议主
会场，中、美、日等21个国家元首在此聚会，工程具有深远的政治影响。
此外，作为上海市科普教育基地，冰蓄冷空调技术是重要内容之一。
2、咸阳机场新航站楼
咸阳机场扩建工程系国家投资重点项目之一，被评为2002年全国建筑业新技术应用国家示范工程。
新航站楼建筑面积约逾70000m 2，夏季空调冷源全部采用蓄冰空调方式。
系统蓄冷量达47690kWh （13560RT）。
3、西北电力集团公司
西北电力调度中心总建筑面积约38000 m
2，主楼建筑面积24500 m 2，主楼夏季设计日空
调尖峰冷负荷3378kW，蓄冰量为3564 RTH，中央空调系统选用与国际先进空调技术接轨的、目前国内最先进的冰蓄冷与低温送风中央空调系统。
4、杭州市拱墅区人民政府办公大楼
该大楼总面积逾50000 m
2，是市政府2002年重点工程，受到各级领导的高度重视，对大楼的可靠性和先进性提出较高要求。
大楼空调系统采用国内较
先进的冰蓄冷系统，其中的关键设备采用华源公司专利产品-导热塑料盘管不完全冻结式储冰装置，储冰量高达近5000 RTh，该产品使用的“导热塑料”材料集耐腐蚀、高强度、高导热系数等特性为一体，在制冷、空调、供热、电力、水利、化工等众多领域具有广泛的应用前景。
酒店空调冷热源方案比选分析与研究——以杭州某酒店为例
元，燃气采暖炉作为辅热的方案1b主机侧、生活热水辅热、变 压器及电缆成本分别为1578130元、144000元、+300000元，合 计成本分别为1769664元、2022130元。方案2的主机侧、生活 热水辅热、变压器及电缆成本分别为1890000元、144000元、 +300000元，合计成本为2334000元。方案3仅涉及主机侧成 本，为1885680元。基于经济性对比可以确定，受耗电量较大、 COP较低的风冷热泵机组影响，方案1会导致酒店变电站容量增 大，方案2成本最高，方案1a成本最低。
（4）空间利用率对比分析。进一步对比三种方案的空间 利用率可以确定，方案1和方案2中风冷热泵塔楼屋面占用面积 为300m2，水泵及辅热机房25F避难层占用面积为100m2。方案3 中制冷机房、锅炉房、18F换热机房、冷却塔剧院屋面占用面积 分别为300m2、200m2、100m2、100m2。相对于原设计方案，方 案1和方案2可取消制冷机房、低区冷冻水管井、18F换热机房、 锅炉房、冷却塔。
建筑技术
Construction & Decoration
酒店空调冷热源方案比选分析限公司 上海 200000
摘 要 冷热源选择属于空调系统设计需要考虑的关键因素，因此本文以某位于超高层建筑中独立运营的酒店工程 作为研究对象，综合对比三种冷热源方案，具体对比围绕可靠性、初投资、机房占地面积、运行费用四方面开展， 不同角度的最优方案最终得以确定。 关键词 酒店；空调冷热源；冷水机组+真空热水锅炉
数据中心制冷方案
数据中心制冷方案数据中心是一个集中存储、管理和处理大量数据和信息的设施，而其中最重要的技术之一就是制冷技术。
数据中心中的服务器和IT设备运行时会产生大量的热量，如果不能有效地处理这些热量，将导致设备故障、性能下降甚至停机。
因此，如何在数据中心中实现高效而可靠的制冷成为了一个重要的问题。
目前，数据中心制冷方案主要有以下几种：1.传统的机械制冷系统机械制冷系统是目前最常见的数据中心制冷技术，它通过空调机组来调节室内温度和湿度。
空调机组通过蒸发冷却和压缩循环来实现制冷效果，能够有效地控制室内温度，并且具有稳定的性能。
然而，机械制冷系统的能耗较高，同时还需要大量的机械设备，增加了设备的成本和运维的难度。
2.可循环制冷系统可循环制冷系统是一种新型的制冷技术，其核心是利用冷凝器和蒸发器之间的热管循环来完成热量的转移。
这种制冷系统具有高度的可靠性和稳定性，同时能够提高数据中心的能效。
相比于传统的机械制冷系统，可循环制冷系统的成本更低，运维更方便，并且对环境的影响也更小。
3.直接液冷技术直接液冷技术是一种较为先进的数据中心制冷技术，它通过将冷却剂直接引入服务器设备的散热器中，实现对服务器的散热。
这种技术能够有效地提高散热效果，降低能耗，并且还能够减少数据中心的占地面积。
但是，直接液冷技术的实施成本较高，需要对服务器进行改造，同时对于冷却剂的选择和管理也有一定的要求。
4.自由冷却技术自由冷却技术是一种利用自然空气进行制冷的方法，它通过利用大自然的温度差异来实现制冷效果，并且不需要额外的能源消耗。
自由冷却技术适用于一些地理位置有利的数据中心，如北欧等地。
然而，在一些高温和高湿度的地区，自由冷却技术的效果可能会受到限制。
综上所述，不同的数据中心制冷方案各有优劣，选择适合的制冷方案需要考虑多个因素，如数据中心的规模、地理位置、能耗要求和成本预算等。
在未来，随着科技的进步和能源的需求，数据中心制冷技术将会不断发展和创新，以实现更高效、可靠和可持续的制冷效果。
数据中心机房冷通道原理
数据中心机房冷通道原理全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：数据中心是众多企业的核心设施，用于存储和处理大量数据。
为了保证数据中心服务器的运行稳定和性能优化，必须采取有效的散热措施。
冷通道原理是数据中心散热设计中的重要组成部分。
在数据中心中，服务器在运行过程中会产生大量的热量，如果处理不当，就会导致服务器过热，从而影响服务器的性能和寿命。
为了解决这一问题，数据中心采用了冷通道原理。
冷通道原理是在数据中心服务器机架之间设置一个冷通道，通过冷气流动来吸收和散发服务器产生的热量，从而保持服务器的稳定运行。
冷通道原理的工作原理是通过冷气流动循环来实现的。
在数据中心的机房内部，设置了一套冷却系统，包括空调设备和通风设备。
通过这些设备，将冷却空气引入到数据中心的机房内部，形成冷通道。
当服务器发热时，热空气被吸入冷通道内，然后通过通风设备排出。
在冷通道内的冷却系统通过空调设备控制，确保服务器在适宜的温度范围内运行。
通过冷通道原理，数据中心可以有效地降低服务器的温度，从而提高服务器的性能和可靠性。
冷通道原理还可以降低数据中心的能耗，减少企业的运营成本。
在数据中心规划和设计阶段，冷通道原理必须被充分考虑，以确保数据中心的散热系统能够高效运行。
在实际的数据中心运行中，冷通道原理需要结合其他散热设备和系统来实现最佳效果。
数据中心还需要设置温湿度监测系统，确保冷通道内的温度稳定并保持在适宜的范围内。
还需要定期对冷通道和散热系统进行维护和检修，确保其正常运行和效率。
第二篇示例：数据中心是大型服务器和网络设备的集中地，为了确保这些设备稳定运行，需要保持适当的温度和湿度。
冷通道是数据中心机房中重要的一部分，它起着关键的作用，可以有效减少能源消耗和保持设备的稳定工作状态。
冷通道是指机房中供冷机制冷的通道，主要用来指导冷却空气流向服务器和其他设备。
数据中心中的服务器和网络设备在运转时会产生大量热量，如果不加以控制，这些设备可能会过热，影响其正常运行。
数据中心冷水机组方案解读
PART1数据中心大品牌都用SMARDT000亿度2.5万数据中心.0平均PUE数据中心数量多、能效低、能耗高321数据中心全生命期陈本分析电费70%建设费用20%人工5%房租5%某大型数据中心运营10年总成本构成数据中心建设成本与电力成本的平衡•三年电费总和•设计费用•施工费用•设备费用•维护费用运营电费建设费用对于PUE=2.0的大型数据中心而言，假设运营周期为10年，则总成本中70%为电费，占据最大比例。
大约三年的电费便可再建一个数据中心。
➢兼顾考虑建设成本和电力成本➢考虑后期维护成本及成本回收期限制➢选择电价低的区域来降低电力成本➢短期效益、没有长期运营的规划三年电费一个数据中心数据中心10年TCO （全生命周期成本）数据中心政策约束PUEPUE＜1.5☐2013年，工业和信息化部《关于进一步加强通信业节能减排工作的指导意见》：新建PUE＜1.5，改造PUE＜2.0。
☐2016年，《国务院关于印发“十三五”国家信息化规划的通知》：新建PUE＜1.5，云计算数据中心PUE ＜1.4。
PUE＜1.32018年，《上海市推进新一代信息基础设施建设助力提升城市能级和核心竞争力三年行动计划（2018-2020年）》：新建PUE＜1.3，改造PUE＜1.4.PUE＜1.42018年，《北京市新增产业的禁止和限制目录》：所有城区禁止新、扩建数据中心，PUE＜1.4除外。
数据中心标准放开高水温2008版主机房温度23±1℃，冷冻水温度7℃，送风温度13℃2017版冷通道温度17~28℃，冷冻水温度11~22℃，送风温度17~28℃安全可靠地降低PUE 的关键因素1高效设备：高可靠性高节能性低故障维护率2自然冷源利用：自然冷却废热回收3气流组织优化：冷/热通道封闭风量匹配机柜盲板4系统集控：智能算法自动控制智慧运维安全可靠地降低P U E的关键因素数据中心空调系统近年来行业内部分创新冷却方式，成本太高或应用过于片面，我们认为并不是绿色数据中心主流新风自然冷却河、湖水自然冷却芯片级液冷PART2数据中心更新、改造解决方案1水冷磁悬浮冷水机组高效冷源系统高效输配系统高效机房空调系统高效冷却系统水冷磁悬浮冷水机组板式换热器开式冷却塔水冷自然冷却解决方案也可以替换为闭式冷却塔或定制制冷剂循环泵供回水温：15/21℃48.50%26.50%25%主机制冷完全自然冷却混合制冷0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%05101520253035123456789101112武汉市气候特征平均干球温度平均湿球温度平均相对湿度1200RT机房全年制冷方案:单位自然冷却+主机+水泵+冷却塔主机+水泵+冷却塔1台600RT磁悬浮+1台600RT工频螺杆自然冷却*年均运维费用万元227 242节能率% 6.1%/设备投资成本差价万元12/运维降低万元14.8 /投资回收期年0.8 /注，计算全年有3个月室外空调计算干球温度再10℃以下，此时开启自然冷却模式。
杭州市某办公大楼空调冷热源及系统设计
杭州市某办公大楼空调冷热源及系统设计工程概况本办公大楼为一幢公共服务中心大楼，配套为杭州市公众服务。
工程地下2层、地上16层，建筑高度为65.7m的高层办公楼，总建筑面积91182m2。
其中地下室为汽车库和设备用房，地下室面积为26388 m2，地上为办公，地上部分面积为64794 m2，。
空调冷热源空调冷热负荷（见表1）表1 空调冷热负荷（主楼）空调冷热源设计空调冷源工程主楼的夏季计算最大空调冷负荷为69731kw(176.5w/m2)；冬季计算最大空调热负荷为3687kw(93.2w/m2)。
地下二层制冷机房内设3台额定制冷量2460KW(700TR)的离心式水冷冷水机组作为空调冷源，该离心式机组为带热回收机组，其回收热水供备勤宿舍夏季生活热水使用。
离心式制冷机组选用HFC-134a冷媒，为环保友好型冷媒。
地下一层的锅炉房房内设2台额定制热量1745KW真空热水锅炉和1台空调制热量为582kW的双锅筒真空热水锅炉作为冬季空调热源。
锅炉需用冷凝热回收型机组，排烟温度可以降到约100℃，最大限度回收燃料的热量，减少环境热污染。
图1冷源系统原理图图2热源系统原理图空调水系统空调水系统：空调冷水泵为4台变频离心泵，三用一备，与制冷机组对应变流量启动运行。
空调热水泵1#~3#对应锅炉1#~3#，二用一备，变流量运行；热水泵4#~5#对应3#锅炉，一用一备，变流量运行。
水系统为二管制同程系统，夏季空调供回水温度为7/12℃；冬季空调供回水温度为60/50℃。
水系统分层使用自平衡变流量平衡阀调节平衡冷水，达到节能目的。
3#锅炉（582kW）用于满足档案室、备勤、指挥大厅等24小时候有制热需求的房间。
需要24小时连续供热的房间设置独立水管系统。
空调风系统门厅、办证大厅、大会议室档案室等大空间房间采用带湿膜加湿器的一次回风全空气系统，柜式空调机组设于机房内。
一层门厅中庭高为39.6m，门厅采用下送下回方式，减少空调控制区域，节约冷源。
数据中心液态制冷方案
数据中心液态制冷方案
数据中心液态制冷方案包括浸没式液冷技术、喷淋式液冷技术、冷板式液冷技术等。
1.浸没式液冷技术：根据介质是否存在相态转变又可分为浸没式单相液冷和浸没式相变液冷。
浸没式单相液冷在单相浸没式液冷中，介电冷却液保持液体状态。
电子部件直接浸没在液体中，液体置于密封但易于触及的容器中，热量从电子部件传递到液体中。
通常使用循环泵将经过加热的冷却液流到热交换器，在热交换器中冷却并循环回到容器中。
冷却液在循环散热过程中始终维持液态，不发生相变。
低温冷却液带走热量后，温度升高，升高的冷却液流动到其它区域后重新冷却完成循环。
浸没式单相液冷要求冷却液的沸点较高，这样冷却液挥发流失控制相对简单，与IT设备的元器件兼容性比较好，不需要频繁补充冷却液，还可以更轻松地卸载或更换服务器组件，提高了系统的可维护性，但相对于相变液冷其散热效率要低一些。
2.喷淋式液冷技术：喷淋式直接液冷是面向电子设备器件精准喷淋、直接接触式的液冷技术，冷却液可通过重力或系统压力直接喷淋至IT设备的发热器件或与之相连接的固体导热材料上，并与之进行热交换实现对IT设备的热管理。
在热交换的工作过程中，IT 设备内冷却液的自由液面低于被冷却的发热器件或与之连接的固体导热材料，系统可通过IT设备外部的换热单元对冷却液换热，满足
循环使用要求。
3.冷板式液冷技术：冷板式液冷机柜的基本工作原理描述如下：采用冷板组件与高热流密度元件接触，发热量经由冷板组件中的冷却介质导出，再经由一个或多个冷却回路热交换传递，最终将设备热量散发到外环境或进行回收利用的一种液冷实现方式。
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数据中心冷源方案解析—— —以杭州地区为例滕世兴中国电子工程设计院摘 要： 分析了杭州地区的全年空气质量、 全年温度分布， 结合杭州地区不同冷冻水温度对系统运行的影响， 以及 数据中心常用冷源方案特点和主要规范对不同级别数据中心冷源的要求， 得出杭州地区最佳数据中心冷源方案。
关键词： 数据中心 冷源方案 杭州地区 空气质量 温度分布Analysis of Cooling System for DataCenterTaking Hangzhou as an ExampleTENG ShixingChina Electronics Engineering Design InstituteAbstract: The annual air quality and the distribution of temperature for the whole year in Hangzhou was analyzed. Combined with the influence of the refrigeration system on different chilled water temperature,the characteristics of common cold sources for the data center and main standard requirements for cold source of different level data center, the best solution of cold source in Hangzhou was gotten.Keywords:data center,cold source schemes,Hangzhou area,air quality,distribution of temperature收稿日期： 2017815作者简介： 滕世兴 （1986~）， 男， 硕士， 工程师； 北京市中国电子工程设计院 （100069）； Email:tengshixing@0 引言随着数据中心机柜功率密度的不断提高， 解决机 房散热问题受到各界强烈关注。
IT/电信相关的碳排放 已经成为最大的温室气体排放源之一， 且排放势头随 着计算，数据存储和通信技术需求的增长快速上升。
即使大力提高数据中心的能效， 到2020年， 全球IT 相 关碳排放也将达到15.4亿吨。
杭州是全国5个云计算 服务创新发展试点示范城市之一，在云计算产业发展 上走在前列。
预计到2017年， 杭州将培育2至 3家国 际知名百亿级云计算和大数据龙头企业，打造 200家 中小型云计算和大数据服务企业。
所以研究影响杭州 地区数据中心能耗最直接、最关键的冷源方案设置， 显得尤为重要。
1 杭州地区空气质量分析AQI （Air Quality Index ， 空气质量指数） 是定量描 述空气质量状况的无量纲指数， 主要污染物为细颗粒物、 可吸入颗粒物、 二氧化硫、 二氧化氮、 臭氧、 一氧化 碳等六项。
从图1可以看出， 杭州地区全年 AQI 低于 100 （优、良） 的天数约70%。
图1 杭州AQI 日分布情况图第37 卷第 9 期 2018年 9 月建 筑 热 能 通 风 空 调Building Energy &Environment Vol.37No.9 Sep.2018.68~70文章编号： 10030344 （2018） 090684SO 2会腐蚀电路板和连接件，是服务器敏感污染 物， SO 2的浓度＜10ppb，即 28ug/m 3适合数据中心服 务器运行 [1]。
通过分析杭州地区 SO 2日变化趋势 （图 2）， 杭州地区全年10%超出参考值。
图2 杭州SO 2日变化趋势图通过AQI、 SO 2分析， 杭州地区室外新风全年不满 足率接近30%， 不适合采用全新风空调制冷方案。
2杭州地区全年温度分布分析对应15/21益冷冻水制冷系统，制冷单元采用三 种运行模式： 机械制冷模式 （15.5益＜湿球温度）。
部分 自然冷却模式 （8益＜湿球温度＜15.5益）。
自然冷却 模式 （湿球温度＜8益）。
从图3可以看出， 杭州地区每 个制冷模式区间内温度相对稳定，模式切换频率低， 运行相对安全。
杭州全年自然冷却、 部分自然冷却比 例达到40%（图4）， 适合采用水冷自然冷却形式。
图3 杭州地区全年逐时湿球温度对应三种制冷模式时间分布图图4 杭州地区三种制冷模式时间分布比例图 3杭州地区不同冷冻水温度对系统运行的 影响以杭州地区某1万m 2数据中心项目为例， 进行不 同冷冻水温度自然冷却时间、 冷源 （包括冷机、 水泵、 冷 却塔） 耗电对比 （表 1）。
本项目机柜容量 6kW/台， 机 柜数量1000台， 电费按照1元/kWh计算。
表1 杭州地区某数据中心不同冷冻水温度对比冷冻水温度每提高1益，冷水机组的制冷量将提 高 3%~4%。
本项目冷冻水供回水温度 15/21益较 12/18益制冷系统冷源部分年节省运行费用115万， 年 节省10%左右。
17/23益较15/21益制冷系统冷源部分 年节省运行费用67万， 年节省 6%左右。
因此提高冷 冻水温度是数据中心节能的关键。
4数据中心常用冷源方案4.1水冷冷冻水机组+自然冷却系统本方案组成设备包含： 水冷冷水机组、 板式换热 器、 冷却水泵、 冷却塔、 冷冻水泵、 定压补水装置、 加药 装置、 蓄冷水罐、 末端空调机组等组成 （图5）。
图5 水冷冷冻水机组+自然冷却系统图整个系统由冷冻水系统和冷却水系统组成， 系统 分三种工作模式： 制冷、 部分自然冷却、 完全自然冷却。
目前国内主流大型数据中心主要采用该制冷方式。
4.2风冷冷冻水机组+自然冷却系统本方案组成设备包含： 风冷冷水机组、 干冷器、 板 式换热器、 乙二醇泵、 冷冻水泵、 定压补水装置、 加药装 置、 蓄冷水罐、 末端空调机组等 （图6）。
冷冻水温度/℃项目12/18 15/21 17/23自然冷却天数/天 70 90 103部分自然冷却天数/天 53 55 65制冷天数/天 242 220 197冷源部分年耗电总价/万元 1191 10761009滕世兴： 数据中心冷源方案解析 --以杭州地区为例第 37 卷第 9 期 ·69·图6 风冷冷冻水机组+自然冷却系统图 整个系统由冷冻水系统和乙二醇水溶液系统组 成， 系统分三种工作模式： 正常制冷、 部分自然冷却、 完 全自然冷却。
带自然冷却功能的风冷一体机， 可以根 据室外温度自动切换各种模式， 适用于小型或者无法 建设冷冻站的数据中心。
4.3 自带冷源式风冷空调机组+自然冷却自带冷源式风冷空调机组系统属于分散式空调 系统， 是一套配置有压缩机制冷系统和乙二醇自然冷 却系统的一体机 （图7）。
通过室外干式冷却器 （或冷却 塔） 的强制冷却， 以乙二醇溶液为载冷剂， 通过循环水 泵将室外低温免费冷源间接带入机房， 对机房设备进 行冷却。
夏季时， 转入常规水冷蒸发式压缩机制冷。
适 用于极小型或者无法提供冷冻水的数据中心。
图7 自带冷源式风冷空调机组+自然冷却系统图5 方案比较表2为初投资及运行费用对比分析。
表中， PUE= 所有设备的电耗/IT 设备的电耗（kW/kW ）， WUE=制 冷蒸发总耗水量 /IT 设备的耗电（L/kWh ）。
不同的设 备品牌价格对初投资影响较大， PUE 、 WUE 随运维的 水平、 机柜的实际负载率变化较大。
表2 初投资及运行费用对比分析表3为其他方面对比分析。
表3 其他方面对比分析6 数据中心冷水机组变频的节能性表 4为杭州地区 750RT 冷机（制冷量 2637kW ） 变频、 定频全年能耗对比分析 （电费按照 1元 /kWh 计算）。
从表 4中可以看出， 单台750RT 变频机组比单台 定频机组全年节约电费 26%，全年节约电费 42 万， 远 远高于1台变频器的费用，节能和经济效益显著。
表4 杭州地区冷机变频尧定频全年能耗对比分析7 数据中心冷源设置相关规范要求国家标准GB 501742017 《数据中心设计规范》对 数据中心冷源部分对应不同等级的配置要求如表5[2]。
表5 叶数据中心设计规范曳冷源部分要求表6 叶数据中心电信基础设施标准曳冷源部分要求美国标准ANSI /TIA9422014Infrastructure对比项目 初投资 PUE WUE 方案一 1 1.4~1.5 3~4 方案二 1.1~1.2 1.5~1.6 0 方案三1.3~1.41.5~1.6对比项目 方案一 方案二 方案三 系统繁简性 差 中 好 运行维护工作量 适中 小 大 屋面占地 小 中 大 机房面积 大 小 小 单机制冷量 大 中 小 土建配合需求 大 中 小 设置蓄冷措施可以可以否单台功耗/kW年运行费用/元/kWh 运行点 室外湿球 温度/℃ 冷却水进水 温度/℃ 运行时间/h 运行工况点 变频 定频 变频 定频 A ＞27 33 118 80% 300.3 315.9 35435.4 37276.2 B 23≤27 29 1525 80% 250.5 284.5 382012.5 433862.5 C 19≤23 25 1509 80% 206.5 259.6 311608.5 391736.4 D 15≤19 21 1341 80% 165.8 238.4 222337.8 319694.4 E 12≤15 17 700 80% 132.2 219.7 92540 153790 F 6≤12最低运行温度170060%89.8164.9152660280330合计1196594.2 1616689.5C 级B 级A 级冷冻机组、水泵、冷却塔NN +1冗余 N+X 冗余（X =1~N ）T1T2 T3T4空调机组、水 泵、冷却塔NN +1冗余，停电 可导致停冷N +1冗余，暂时停电不会导 致停冷，但会导致关键设备运行区温度提升N +1冗余，较长时间停电 不会导致关键设备运行区停冷（下转91页）2018年建 筑 热 能 通 风 空 调 ·70·采用 Phoenics 对电梯井疏散楼梯间风压和风速 进行模拟分析， 电站电梯疏散楼梯间风压自然通风的 风压和风速模拟结果模拟结果如图4和图5所示。
从 结果可以看出， 热压通风最高压强为 12.5Pa ， 楼梯间 进出口平均风速为1.2m/s 。