数据中心机房冷却塔供冷选型与工况分析
《2024年数据中心采用冷却塔间接自然冷却技术的能耗分析》范文
《数据中心采用冷却塔间接自然冷却技术的能耗分析》篇一一、引言随着信息技术的迅猛发展，数据中心作为信息存储与处理的枢纽，其运营能耗问题愈发引起业界的广泛关注。
其中，冷却系统的能耗占据数据中心总能耗的相当一部分比例。
为寻求更加环保与高效的冷却方式，越来越多的数据中心开始尝试采用冷却塔间接自然冷却技术。
本文将对这一技术进行深入的能耗分析，探讨其优势与局限性。
二、数据中心现状与挑战数据中心为保持设备正常运行，需确保服务器和机房温度在特定范围内。
传统上，数据中心的冷却方式大多依赖机械制冷系统，消耗大量电能。
而随着信息技术的不断发展，数据中心的规模不断扩大，运营成本及能耗问题愈显突出。
为此，寻求更高效的冷却技术，降低能耗成本成为行业迫切的需求。
三、冷却塔间接自然冷却技术冷却塔间接自然冷却技术是一种利用自然冷源对数据中心进行冷却的技术。
该技术通过冷却塔将外部的空气进行降温处理后，再通过热交换器将冷量传递给数据中心内部的热空气，从而实现降温目的。
相较于传统的机械制冷系统，该技术利用自然冷源，无需额外的电力驱动制冷系统运行，因此能够显著降低能耗。
四、能耗分析（一）节能效果显著采用冷却塔间接自然冷却技术后，数据中心的冷却系统能够在气候较为凉爽的时段充分利用自然冷源，大幅降低电能的消耗。
据研究显示，相较于传统的机械制冷系统，该技术能节省约XX%的能耗。
特别是在气候凉爽的地区，节能效果更为明显。
（二）受气候条件限制尽管冷却塔间接自然冷却技术能够显著降低能耗，但其运行效果受气候条件影响较大。
在高温、高湿等环境下，仅依赖自然冷源可能无法满足数据中心的冷却需求。
因此，该技术在气候条件较恶劣的地区可能效果不佳。
（三）初始投资成本较高采用该技术需要配置相应的冷却塔及热交换器等设备，初期投资成本相对较高。
然而，从长远来看，由于运行能耗的大幅降低，该投资在短时间内即可得到回报。
此外，随着技术的进步和规模化应用，设备的成本也在逐渐降低。
《2024年数据中心采用冷却塔间接自然冷却技术的能耗分析》范文
《数据中心采用冷却塔间接自然冷却技术的能耗分析》篇一一、引言随着信息技术的飞速发展，数据中心作为存储和处理海量数据的场所，其能耗问题日益突出。
在数据中心的冷却系统中，传统的机械制冷方式能耗巨大，对环境造成压力。
因此，寻找高效、环保的冷却技术成为数据中心发展的重要课题。
近年来，冷却塔间接自然冷却技术因其低能耗、环保等优点，在数据中心得到广泛应用。
本文将对数据中心采用冷却塔间接自然冷却技术的能耗进行分析。
二、数据中心冷却现状及问题数据中心传统的机械制冷方式主要依靠压缩机和冷凝器等设备进行冷却，这种方式虽然能够保证数据中心内部的稳定运行，但能耗巨大，同时产生大量热量排放，对环境造成严重影响。
尤其在炎热的夏季，机械制冷系统的能耗更是高居不下，导致数据中心运行成本大幅上升。
三、冷却塔间接自然冷却技术冷却塔间接自然冷却技术是一种利用自然冷源进行冷却的技术。
该技术通过水与空气的接触，将水蒸发时吸收的热量带走，从而达到降温的目的。
在数据中心中，该技术主要应用于非工作时间或温度较低的时段，通过间接的方式将自然冷源引入数据中心，减少机械制冷的负荷，从而降低能耗。
四、能耗分析1. 节能效果显著：采用冷却塔间接自然冷却技术，在非工作时间或温度较低的时段，可以利用自然冷源替代部分机械制冷，显著降低数据中心的能耗。
根据实际运行数据，该技术可将数据中心能耗降低约XX%。
2. 经济效益明显：由于能耗降低，数据中心的运行成本得以减少。
同时，随着技术的不断发展，冷却塔设备的投资成本也在逐步降低，使得采用该技术的数据中心在短期内即可实现经济效益。
3. 环境友好：采用自然冷源进行冷却，减少了热量排放，对环境造成的影响较小。
同时，该技术还可以与绿色能源相结合，如利用太阳能、风能等可再生能源为冷却塔提供动力，进一步提高环保性。
五、结论及建议通过上述分析可以看出，数据中心采用冷却塔间接自然冷却技术能够显著降低能耗、减少运行成本，并具有良好的环境友好性。
数据中心制冷形式选择
数据中心制冷形式选择目录1概述 (3)2风冷直接蒸发式空调系统 (3)2.1优点 (3)2.2缺点 (4)3风冷-冷冻水式空调系统 (5)3.1优点 (5)3.2缺点 (6)4水冷-冷冻水空调系统 (7)4.1优点 (8)4.2缺点 (8)1概述数据中心的空调系统主要分为风冷直接蒸发式空调系统、风冷-冷冻水式空调系统、水冷-冷冻水空调系统。
2风冷直接蒸发式空调系统空调室外机机房内2.1优点✧ 如果楼层不高，在建筑外立面允许的前提下可外挂或外置室外机，系统简单，无需配备冷却水泵和冷却塔，也不需要集中冷冻水系统。
✧ 系统有单机和分组保障能力，单台机组故障不影响整个机房空调的运行，自动恢复能力强，系统扩展灵活。
2.2缺点✧连接室内机和室外机之的管长有要求，垂直距离大于25米、绝对距离超过50米时，制冷效率会明显下降，严重影响压缩机的制冷效率；✧室外机空间占用面积较大，相互之间容易产生的热岛效应；设备扩容时，牵连的方面较多，必须提前规划扩容设备的安放空间；✧单台机组制冷量（显冷）最高只有90KW，难以满足应对大型数据机房和高密度机房的空调制冷需求。
✧如需实现不间断制冷需另行配置UPS供电系统，实现成本高。
✧室外风机的震动对建筑体楼板的影响较大，必须采取预处理措施。
室外风机的清洁保养工作量较大，要有配套的辅助设施支持。
✧冷媒的环保和泄漏问题是长期存在的问题，需要定期检查和保养。
3风冷-冷冻水式空调系统3.1优点✧采用空气冷却方式，省去了冷却水系统中的冷却塔、冷却水泵和冷却管道系统，适用于水资源受限或不稳定地区，且整体制冷负荷相对中等的空调系统。
✧机房建筑费用比较少，通常机组安装在屋顶平面上。
✧北方寒冷或严寒地区过渡季和冬季可以采用自然冷却，为节能提供前提，且运行控制相对简单。
✧室内冷冻水系统有总体调配能力。
可以预留管道扩容接口，在总体冷量范围内增加室内机配置。
✧可以分期设置水冷机组，室外施工对已经建成运行的数据中心机房影响较小，但要求具备主机吊装的能力和条件。
数据中心机房冷却塔供冷选型与工况分析
本文分析了冷却塔供冷的关键因素，如热工曲线、湿球温度、工况切换点等，得出以下结论，为数据中心节能设计提供参考依据。
·冷却塔供冷按冬季工况选取，夏季校核，结合夏季工况灵活配置；·冬季供冷以小于冷却塔的额定流量来获取较低出水温度，延长冷却塔供冷时间；·冷却水泵应设变频，适应管网特性曲线变化等设计方法。
01冷却塔供冷冷却塔供冷分直接供冷与间接供冷两种，由于直接供冷需室外冷却水直接进入空调末端，水质不佳时极易引起末端堵塞，而影响系统运行，工程中大多数采用间接供冷系统（开式冷却塔+板式换热器），即与冷水机组并联或串联一台板式换热器。
冷水机组与板式换热器并联，湿球温度达到一定值时，由板式换热器提供全部冷量，关闭冷水机组，使冷却水和冷冻水分别进入板式换热器，冷却塔做为冷源，达到完全自然冷却，但并联形式不能采用部分自然冷却；冷水机组与板式换热器串联，冷水串联经过板式换热器与冷水机组，过渡季节用冷却塔出水先预冷冷水回水，再进入冷水机组制冷，减小主机能耗，得到可观的部分自然冷却时间，仅额外增加水在板式换热器内的输送能耗。
为充分利用部分自然冷却，北方地区数据中心往往选择冷水机组与板式换热器串联这种组合形式，见图1，本文讨论也是基于这个系统。
图1冷却塔供冷系统原理图02 负荷侧系统设计2.1冷负荷数据中心主要由服务器、UPS等散热转化而成的显热负荷，几乎没有潜热负荷，冬夏季冷负荷相差不大，冷却水流量大致在80%~100%内变化；末端干工况运行，冷负荷按显热负荷考虑。
2.2冷水供水温度数据中心考虑采用温湿度独立控制方案，由高温冷水处理显热负荷，新风进行独立的加湿或除湿。
冷水供水温度取值，直接受机柜进风温度取值的影响。
ASHARE推荐的机柜进风温度宜取20~25℃，允许范围是18~27℃。
考虑到空气-水换热器空气侧阻力降的影响，送风温度与冷水供水温差取8℃，可有多种供水温度与送风温度组合，常用的有送风温度20 ℃，冷水供回水温度为12/18℃；送风温度23℃，冷水供回水温度为15/21℃。
冷却塔设计选型与计算,收藏
冷却塔设计选型与计算，收藏一、关于冷却塔冷却塔是利用空气同水的接触（直接或间接）来冷却水的设备。
是以水为循环冷却剂，从一个系统中汲取热量并排放至大气中，从而降低塔内温度，制造冷却水可循环使用的设备。
冷却塔的结构构成及功能：支架和塔体：外部支撑；填料：为水和空气供给尽可能大的换热面积；冷却水槽：位于冷却塔底部，接收冷却水；收水器：回收空气流带走的水滴；进风口：冷却塔空气入口；百叶窗：平均进气气流，保留塔内水分；淋水装置：将冷却水喷出；风机：向冷却塔内送风；轴流风扇用于诱导通风冷却塔；轴流/离心风扇用于强制通风冷却塔。
二、冷却塔的选型与计算01选型须知1、请注明冷却塔选用的实在型号，或每小时处理的流量。
2、冷却塔进塔温度和出塔水温。
3、请说明给什么设备降温、现场是否有循环水池，现场安装条件如何。
4、若需要备品备件及其他配件，有无其他要求等请注明。
5、特别条件使用请说明使用环境和实在情况，以便选择适当的冷却塔型号。
6、特别情况、型号订货时请标明，以双方合同、技术协议商定专门进行设计。
冷却塔认真选型：1、首先要确定冷却塔进水温度，从而选择标准型冷却塔、中温型冷却塔还是高温型冷却塔。
2、确定使用设备或者可以依照现场情况对噪声的要求，可以选择横流式冷却塔或者逆流式冷却塔。
3、依据冷水机组或者制冷机的冷却水量进行选择冷却塔流量，一般来讲冷却塔流量要大于制冷机的冷却水量。
（一般取1.2—1.25倍）。
4、多台并联时尽量选择同一型号冷却塔。
其次，冷却塔选型时要注意：1、冷却塔的塔体结构材料要稳定、经久耐用、耐腐蚀，组装搭配精准明确。
2、配水均匀、壁流较少、喷溅装置选用合理，不易堵塞。
3、冷却塔淋水填料的型式符合水质、水温要求。
4、风机匹配，能够保证长期正常运行，无振动和异常噪声，而且叶片耐水侵蚀性好并有充足的强度。
风机叶片安装角度可调，但要保证角度一致，且电机的电流不超过电机的额定电流。
5、电耗低、造价低，中小型钢骨架玻璃冷却塔还要求质量轻。
某数据中心机房冷却塔系统的设计原则
某数据中心机房冷却塔系统的设计原则摘要：冷却塔的作用是将携带废热的冷却水在塔体内部与空气进行热交换，使废热传输给空气并散入大气中。
如何根据项目特点合理设计冷却塔，是一个至关重要的问题。
关键词：冷却塔、冷却水、制冷、热量、温度、节能作为高科技发展的要素，超级计算机早已成为世界各国经济和国防方面的竞争利器。
计算机系统只有稳定可靠的运行，才能发挥其效益。
而计算机的可靠运行，需要一个比较严格的物理环境，如供电、配电、温度、湿度、洁净度等，这样就需要有一个现代化的机房系统满足计算机对环境的要求。
各种类型的互联网数据中心，企业数据中心，灾备中心等都属于电子信息系统机房（数据中心），在国民经济及人们的日常生活中，越来越发挥其重大作用。
在数据中心项目中，温度要求恒定，常年需要使用制冷设备，冷却塔的设计就至关重要。
冷却水系统设计和冷却塔设计有一定特点。
1.数据中心项目制冷特点及节能需求1.1数据中心项目发热及制冷特点。
数据中心项目的发热主要来源于机房内的服务器、网络设备等IT设备在运行过程中散发的热量，以及变电所、配电室、UPS电池室等电气设备运行过程中散发的热量。
这些设备发热的特点是设备集中，发热量大，连续运行，并且一年四季发热量基本保持恒定，使得数据中心项目对制冷量的需求一年四季也基本保持恒定，制冷系统需要常年稳定运行。
1.2机房冷通道、热通道的设置与节能。
由于整个制冷系统需要常年运行，如何节能显得尤为重要。
在工艺设备布置上，当机柜内的设备为前进风/后出风方式冷却时，机柜采用面对面、背对背的布置方式。
机柜面对面布置形成冷风通道，背对背布置形成热风通道，配合合理布置送回风口取得合理气流组织，提高空调设备的使用效率，能够降低空调设备的功耗。
冷通道内温度可以设置为18~27℃，相应热通道温度可以设置为29~38℃，此运行工况完全能够保证机柜正常运行，且提高了回风温度后，可以提高末端空调水-空气侧换热效率。
冷、热通道的分隔，使得制冷系统可以采用中温冷冻水供冷，这样便提高冷冻机效率，整个制冷系统实现节能运行。
数据中心(IDC机房)暖通设备-冷却塔介绍
数据中心（IDC机房）暖通设备-冷却塔介绍为降低大型数据中心系统的PUE，大型互联网数据中心多采用冷冻水制冷系统。
冷却塔成为数据中心冷却系统的关键部件，既作为夏季冷机排热的装置，又承担着过渡季节和冬季进行自然冷却时的排热任务，同时在冬季还要应对结冰的问题。
1、冷却塔基本原理冷却塔的基本原理是利用水和空气的温度差，根据温水与冷空气的接触散热（显热）以及利用水自身的蒸发散热（潜热）。
冷却塔设计及使用时需尽量考虑充分利用蒸发散热：水与空气热交换的有效面积要尽量大，水与空气热交换的时间要尽量延长，同时水与空气热交换的表面需保持通风，从而可以达到高效散热的目的。
冷却塔为蒸发式冷却塔，冷却塔是水与空气直接接触进行热交换的一种设备，它主要由风机、电机、格删（逆流塔）、填料、水分配系统、框架结构、水盘等组成，主要由在风机作用下温度比较低的空气与填料中的水进行热交换从而达到降低水温的目的。
2、数据中心冷却塔现状我国幅员辽阔，根据室外不同的气候条件，笔者根据经验选择调查了几个典型的数据中心工程，对冷却塔的性能和运行状况进行了调研分析。
以下为几个项目的冷却塔基本情况。
3、冷却塔的冷却效率和体积传质系数状况对于同一个工程，在近似相同的风水比和NTU下，过渡季节或冬季的冷却塔的湿球效率总低于夏季的湿球温度效率，这是由于饱和线的非线性所致。
空气的等效比热会随着空气干球温度的降低而降低，从而导致过渡季节或冬季冷却塔的湿球效率一定低于夏季。
对于不同的工程，相同的工况下（夏季、过渡季），冷却塔的体积传质系数也有较大的差别，主要原因在于冷却塔的填料特性、所装填料的体积以及运行时的风速和淋水密度，可见实际运行的冷却塔的水平参差不齐。
4、冷却塔日常巡视要点（1）检查冷却塔是否存在漏水、漂水的现象。
（2）检查冷却塔底盘水质是否正常，无浑浊、无水藻、无泡沫。
（3）听冷却塔风机运行声音是否正常。
（4）检查各部管路阀门是否有漏水现象。
（5）检查底盘过滤器是否脏堵，存在异物。
《2024年数据中心采用冷却塔间接自然冷却技术的能耗分析》范文
《数据中心采用冷却塔间接自然冷却技术的能耗分析》篇一一、引言随着信息技术的飞速发展，数据中心作为存储和处理海量数据的场所，其能耗问题日益突出。
为了降低能耗、提高能效，数据中心开始采用各种先进的冷却技术。
其中，冷却塔间接自然冷却技术因其在低环境温度下利用自然冷源实现降温的效果而备受关注。
本文将分析数据中心采用此技术后的能耗变化，以及相应的经济效益和社会环境效益。
二、数据中心现状与冷却技术选择目前，数据中心的能耗主要集中在服务器、存储设备以及冷却系统等方面。
其中，冷却系统的能耗占据相当大的比重。
传统的冷却方式如风冷、水冷等，在高温环境下需要消耗大量能源来维持设备运行。
而冷却塔间接自然冷却技术则通过利用夜间低温自然冷源，降低冷却系统的能耗。
三、冷却塔间接自然冷却技术原理及特点（一）技术原理冷却塔间接自然冷却技术利用夜间低温空气，通过间接换热的方式将数据中心内部的热量传递给冷却水，再由冷却水通过冷却塔散失到大气中。
这种方式在夜间环境温度较低时效果更佳，能够大幅度降低冷却系统的能耗。
（二）技术特点1. 节能环保：利用自然冷源，降低能耗，减少碳排放。
2. 经济效益高：降低运行成本，提高能效。
3. 适用范围广：适用于各种规模的数据中心。
4. 维护成本低：技术成熟，设备维护成本低。
四、能耗分析（一）能耗数据收集与分析为准确分析数据中心采用冷却塔间接自然冷却技术后的能耗变化，我们收集了采用该技术前后的能耗数据。
通过对数据的分析，我们可以看出，在夜间低温时段，采用该技术的数据中心能耗明显降低。
尤其是在夏季高温时段，降温效果更为显著。
（二）能耗对比分析与传统的冷却方式相比，采用冷却塔间接自然冷却技术的数据中心在夜间低温时段的能耗降低了约XX%。
同时，由于减少了风扇、空调等设备的运行时间，也降低了设备维护成本和故障率。
综合来看，采用该技术的数据中心整体能耗降低了约XX%，经济效益显著。
五、经济效益与社会环境效益分析（一）经济效益分析采用冷却塔间接自然冷却技术的数据中心，由于降低了能耗和设备维护成本，可以大幅度提高经济效益。
冷却塔参数与选型
冷却塔参数与选型一、引言冷却塔是一种广泛应用于工业生产、空调制冷等领域的设备，其主要作用是将流体中的热量传递给环境空气，从而实现流体的降温。
在进行冷却塔选型时，需要考虑多种参数因素，以确保设备能够满足实际需求。
二、冷却塔参数1. 冷却塔类型根据不同的冷却介质和工艺要求，可以选择不同类型的冷却塔。
常见的冷却塔类型包括：(1) 干式冷却塔：适用于环境温度较低或水源较为稀缺的情况。
(2) 湿式冷却塔：适用于环境温度较高或需要大量水源的情况。
(3) 封闭式冷却塔：适用于对水质要求较高或需要防止水源污染的情况。
2. 冷却塔尺寸根据具体使用场景和流体处理量，需要选择合适尺寸的冷却塔。
通常来说，尺寸越大，则处理能力越强，但同时也会增加设备成本和运行费用。
3. 流体温度冷却塔的主要作用是将流体中的热量传递给环境空气，从而实现流体的降温。
因此，流体的初始温度和期望降温程度是冷却塔选型中非常重要的参数。
4. 环境温度冷却塔需要依靠环境空气来吸收流体中的热量，因此环境温度也是一个非常重要的参数。
在高温环境下，冷却塔需要具备更强的散热能力才能满足实际需求。
5. 水质水质对于冷却塔的运行效果和使用寿命都有着重要影响。
因此，在选型过程中需要考虑水源质量、水处理设备等因素。
6. 风速风速对于湿式冷却塔来说尤为重要，它会影响到空气对流效率和散热效果。
在选型时需要根据具体使用场景来选择合适风速。
三、冷却塔选型1. 流体处理量根据实际需求，需要选择合适处理量的冷却塔。
通常来说，处理量越大，则设备尺寸越大，成本也会相应增加。
2. 散热效率散热效率是冷却塔选型中非常重要的一个参数，它决定了设备能否满足实际需求。
在选型时需要考虑流体温度、环境温度、风速等因素来评估散热效率。
3. 设备成本设备成本是冷却塔选型中需要考虑的重要因素之一。
通常来说，设备尺寸越大、处理量越大，则成本也会相应增加。
4. 运行费用运行费用是冷却塔选型中另一个需要考虑的重要因素。
用于数据中心的冷却塔及数据中心冷却系统
04
实际案例分析
某公司数据中心冷却塔及冷却系统改造案例
01
改造背景
随着公司业务的快速发展，数据中心设备数量和功率密度不断增加，
现有冷却系统已无法满足高负载运行需求，亟需进行改造。
02
改造方案
采用新型高效冷却塔及配套的冷却系统，对原有冷却系统进行升级换
代，提高冷却效率和可靠性。
03
改造效果
改造后，数据中心冷却系统运行稳定，能够满足高负载运行需求，同
在数据中心的建设过程中，应考虑合理布局 ，使得冷却塔能够与数据中心的其他设备协 调工作，提高整个系统的散热效率。
定期维护
Байду номын сангаас
创新技术
对于正在使用的冷却塔，应定期进行维护和 检查，确保其正常运行，及时修复潜在的问 题。
随着技术的不断发展，应关注最新的冷却技 术，并考虑在合适的时候引入这些新技术来 提高数据中心的冷却效率。
某公司数据中心冷却塔及冷却系统维护案例
维护背景
数据中心冷却塔及冷却系统长时间运行后，可能会出现设备老化 、堵塞等问题，需要进行定期维护。
维护方案
制定定期维护计划，对冷却塔及冷却系统进行全面检查和保养， 及时发现并处理问题。
维护效果
维护后，数据中心冷却塔及冷却系统运行更加稳定可靠，延长了设 备使用寿命，降低了故障率和维修成本。
《用于数据中心的冷却塔及数据中 心冷却系统》
2023-10-26
目录
• 数据中心冷却塔介绍 • 数据中心冷却系统介绍 • 数据中心冷却塔与冷却系统的关系及优化 • 实际案例分析
01
数据中心冷却塔介绍
什么是数据中心冷却塔
• 数据中心冷却塔是用于数据中心冷却系统的关键设备，主要 作用是通过散热的方式将数据中心产生的热量散发到大气中 ，以保持数据中心设备的正常运行和稳定。
高效制冷机房技术现状研究
高效制冷机房技术现状研究[摘要]高效制冷的机房，其适用于数据中心、线路板、食品、制药、印刷、电子、轨道交通、机场及医院等众多领域，所涉及的技术相对较多。
那么，为今后更好地对此类机房予以设计优化，本文主要探讨高效制冷机房技术实施现状，仅供业内相关人士参考。
[关键词]制冷机房；高效；技术现状；前言：伴随机房设备类型的不断增多，各项机房技术也得以持续进步发展。
高效制冷机房，属于现阶段被应用于较多行业领域当中的一种设备，适用性相对较强。
为更进一步了解此高效制冷机房，则对高效制冷的机房技术实施现状开展综合分析，有着一定的现实意义和价值。
1、现状分析1.1在能耗指标层面高效制冷机房设计及其改造，需要兼顾着可行性、环保性、经济性等。
相比较于传统的普通机房，高效制冷机房年均节能率约30%～50%，节电率约45%。
我国现有标准针对高效制冷机房并未明确定义，业内通常把能效比在5.0以上的机房为高效制冷机房（一级能效制冷机房）。
制冷机房实际能效比若是在3.5以下，便需对其予以改造优化，整个过程当中重点关注设计不当、设备老旧、机房缺乏完善化控制逻辑，部分负荷条件之下较大流量致使产生高输送能耗、较差设备性能各个层面问题。
1.2在设备升级优化层面针对广东大部分工业企业，对机房设备总体实施升级优化过程当中，可构建物联高效化机房系统，将高效磁悬浮空调主机或变频离心式空调主机、冷却塔、水泵均接入至同一系统当中，适量配置多台空调主机，借助电脑或手机终端便可实时了解每台设备实际运行状态，并实现云端操控。
机组会结合各空间当前的空气状况及其室外环境等，实施主动调节，最优化的运行方案便可自动生成。
机房设备则可达到自适应、自联网、自升级目的，节能达到50%。
此外，机房设备予以升级优化，还涉及到高效除霜、辐射制冷、过冷处理、地源热泵、独立的温湿度控制等各项技术。
辐射供冷专项系统实行高温冷水特殊环境条件下，能耗下降21%；独立的温湿度控制科学技术之下，COP提高35%，室内环境当中更具热舒适性；通过过冷器的合理设置，制冷机房总体性能提升显著，能效可提供10.5%；地源热泵专项系统用于适宜地区当中，冷凝温度可下降5；在优化设计层面，引入BIM技术后，防止各系统产生冲突，对管网布置予以合理优化，局部阻力下降[1]。
数据中心工 程冷却塔的选用
数据中心工程冷却塔的选用摘要介绍了数据中心工程项目冷源系统的需求和冷却塔的选择方法。
强调冷却塔的选择应兼顾夏季极端温度和冬季节能要求，同时应采用必要的措施应对冬季运行维护。
为数据中心从业者选择冷却塔提供了设计依据和思路。
关键词：数据中心；冷却塔；极端温度；冬季运行；自由冷却；一、数据中心项目冷源特点数据中心是为电子信息设备提供运行环境的场所，需要安装数据处理、数据传输和网络通讯等多种IT设备。
数据中心业务中断对不同的行业会造成不同程度的影响，有可能导致重大经济损失，因而数据中心对其基础设施的可靠性要求较高。
数据中心IT设备的正常有效运转，不仅依赖电气、网络等配套设施的稳定运行，也依赖空调系统不间断的可靠运行数据中心对制冷的需求与传统民用建筑不同，具体表现为如下几个方面：（1）数据中心内的IT设备全年运行，持续发热，因此数据中心需要全年制冷，即365天，每天24小时不中断。
（2）数据中心的冷负荷主要来自于IT设备发热，与室外环境和人员活动等因素关联不大。
（3）即使是短时间的制冷中断或制冷量不足，也有可能引起IT业务的故障，因此数据中心项目对制冷系统的可靠性要求更高。
（4）数据中心能耗较大，能源成本对整个项目的运行维护影响重大，需要采取必要的方式、方法尽可能降低能耗。
采用冷冻水作为空调冷源是大中型数据中心最常见的冷源方式。
冷却塔是水冷冷水机组系统的重要组件，在设备选型里不容忽略。
但在实际设计案例中，很多从业者存在一定的误区，即按照传统民用建筑的需求来选择冷却塔，因此在实际运行过程中出现很多问题。
本文将针对数据中心冷却塔的选型做出分析，为数据中心的设计者和建设者提供选型和分析方法。
2、冷却塔的选型要求2.1 应考虑极端温度不同于一般的民用建筑，数据中心要求全年制冷，制冷量不足可能会直接影响计算机设备的运行，引起数据丢失或设备故障，造成重大损失。
因此，数据中心的空调系统应按极端气象条件进行设计，确保空调系统在极端条件下，可靠性不降低，仍然可以提供足够的冷量。
数据中心采用冷却塔间接自然冷却技术的能耗分析
数据中心采用冷却塔间接自然冷却技术的能耗分析数据中心是现代社会不可或缺的基础设施，它们为存储、管理和处理大规模数据提供了必要的资源和技术支持。
然而，数据中心的能耗一直是一个严重的问题，随着云计算、大数据和人工智能等技术的快速发展，数据中心的运行成本不断增加，对环境造成的影响也日益显著。
因此，采用节能技术成为数据中心运营商迫切需要解决的问题之一。
冷却系统是数据中心能耗的主要来源之一。
传统的数据中心冷却系统使用机械制冷技术，通过空调设备将热量排出，但这种方法不仅能耗高，而且排出的热空气对环境造成了污染。
为了解决这个问题，采用冷却塔间接自然冷却技术成为了一种有效的替代方案。
冷却塔间接自然冷却技术利用自然空气资源，通过冷却塔将数据中心产生的热量散出，从而实现冷却效果。
冷却塔与数据中心之间通过管道连接，将热气排出到冷却塔中，利用水和空气的对流效应将热量散发出去。
这种间接自然冷却技术相对于传统的机械制冷技术有以下几个优点：首先，冷却塔间接自然冷却技术能够减少能耗。
传统的机械制冷技术需要大量的电力来运行空调设备，而冷却塔间接自然冷却技术则利用自然空气进行冷却，不需要额外消耗能源。
根据统计数据，与传统的机械制冷技术相比，冷却塔间接自然冷却技术能够节省近30%的能耗。
其次，冷却塔间接自然冷却技术对环境友好。
传统的机械制冷技术排出的热空气会对周围环境造成污染，而冷却塔间接自然冷却技术则通过对流效应将热量散发到空气中，并利用水来降低温度，从而减少了对环境的污染和影响。
另外，冷却塔间接自然冷却技术能够提高数据中心的运行效率。
传统的机械制冷技术需要耗费大量的能源来维持室内的恒温，而冷却塔间接自然冷却技术则能够根据环境温度和湿度进行自动调节，使得数据中心的温度保持在适宜的范围内。
同时，冷却塔间接自然冷却技术还能够降低冷热运输过程中的能量损失，并提高冷却效果。
然而，冷却塔间接自然冷却技术也存在一些挑战和限制。
首先，它对环境的要求较高，需要在气温较低和湿度适中的地区才能发挥最佳效果。
数据中心（IDC机房）暖通设备-冷却塔介绍
数据中心（IDC机房）暖通设备-冷却塔介绍
数据中心（IDC机房）暖通设备-冷却塔介绍
为降低大型数据中心系统的PUE，大型互联网数据中心多采用冷冻水制冷系统。
冷却塔成为数据中心冷却系统的关键部件，既作为夏季冷机排热的装置，又承担着过渡季节和冬季进行自然冷却时的排热任务，同时在冬季还要应对结冰的问题。
1、冷却塔基本原理
冷却塔的基本原理是利用水和空气的温度差，根据温水与冷空气的接触散热（显热）以及利用水自身的蒸发散热（潜热）。
冷却塔设计及使用时需尽量考虑充分利用蒸发散热：水与空气热交换的有效面积要尽量大，水与空气热交换的时间要尽量延长，同时水与空气热交换的表面需保持通风，从而可以达到高效散热的目的。
冷却塔为蒸发式冷却塔，冷却塔是水与空气直接接触进行热交换的一种设备，它主要由风机、电机、格删（逆流塔）、填料、水分配系统、框架结构、水盘等组成，主要由在风机作用下温度比较低的空气与填料中的水进行热交换从而达到降低水温的目的。
2、数据中心冷却塔现状
我国幅员辽阔，根据室外不同的气候条件，笔者根据经验选择调查了几个典型的数据中心工程，对冷却塔的性能和运行状况进行了调研分析。
以下为几个项目的冷却塔基本情况。
带冷却塔预冷制冷机房与常规制冷机房的[火用]比较分析
![带冷却塔预冷制冷机房与常规制冷机房的[火用]比较分析](https://img.taocdn.com/s3/m/f68f172b5901020207409c50.png)
阳】 图分类号］ Ｔ ｌ Ｋｌ
［ 文献标识码］ Ａ
Ｅｘ ｒ ｙ Ａｎａｙ ｉ ｆ Ｃｈ ｌｅ ｌ ｎ ⅡｌＰｉ ｅｇ ｌ ｓｓ ｏ ｉ ｒ Ｐ ａ ｔｗｉ ｅ—ｃ ｏｉ ｙ Ｃｏ ｌ ｇ Ｔｏ ｒ ｌ ｏｌ ｎｇ ｂ ｏ ｉ ｗｅ ｎ ａ ｄ ｎ ｅ ｔｏ ａ ｌ ｌｒ Ｐｌ ｔ ｎ Ｃｏ ｖ ｎ ｉｎ ｌａ ｉ ｅ ａ ｌ ｎ
ＸＩ ｉｉ ， ＪＡ ｉｏ ｉｎ Ｅ Ａｘａ Ｉ ＮＧ Ｘ ａ ｑａ ｇ
（ｃｏｌ ｆ ｎｉ ｅ，Ｇ ａｇｏｇｏｅｎｕｉ ｒ ｔ，Ｚ ａｊ ｎ ，Ｇ ａｇｏｇ ２０５ ｈ ａ Ｓｈｏ ｏ Ｅ ｇ ｅｒ ｕｎｄｎ ａ ｎ ｅ ｉ ｎ ｃ ｖ ｓｙ ｈｎｉ ｇ ｕｎｄｎ ，５４２ ，Ｃ ｉ ） ａ ｎ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｉ ｒ ｅ ｄ ｃ ｅｅ ｅｇ ｏ ｓ ｍｐｉｎ ｏ ｈｌ ｒｐａ ｔａ ｈ ｇ ｍｐ ｒｔｒ ｔｒｓ ｕ ｅ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓ ｔｉ ｐ － ｓｒ ｃ ： ｎ ｏｄ ｒｔ ｒ ｕ ｅｔ ｎ ｒｙ ｃ ｎ ｕ ｔ ｆ ｉ ｌ ｌ ｔ ｉｈ ｔ ｅａｕ ｅｗａｅ ｏ ｒ ｏ ｄｔ ｎ ， ｈｓ ａ ｏｅ ｈ ｏ ｃ ｅ ｎ ｅ ｅ ｉ
ｐ ｎ ｗｔ ｐ —ｃｏ ｎ ｙｃ ｌ ｗ ｒ ｈ ｓｌ ｏ ａ ｗ ｅ ｅｗ ｔ ｍ ｒｕｅｉｈ ｅ ａ ｅｔｎｖ ｕ ， ｌ ｔ ｈ ｒ ｏｌ ｇｂ ｉ ｔ ｅ． ｅｒ ｕｔｓ ｗｔ ｔ ｈｎｔ ａ ｒｅ ｐ ａ ｒ ｇ ｒ ｈｎａ ｒｉ ａ ｅ ａ ｅ ｉ ｉ ｏ ｎ ｏ Ｔ ｅ ｓｈ ｈ ｇ ｈ ｅｔ ｅ ｔ ｓ ｈ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ
（广东海洋大学 工程学 院 ，广东 湛江 ５４２ ２０５）
［ 摘要 ］ 为 了降低高温工况下 的水源制冷机房能耗 ，本文提 出了对高温水源冷却水先采用冷却塔进行 预冷
网络机房冷却系统选型指南
网络机房冷却系统选型指南随着信息技术的迅猛发展，网络机房已成为现代企业运营的重要基础设施。
而网络机房的正常运行离不开稳定的温度和湿度控制，而这又离不开适合的冷却系统。
本文将为您提供网络机房冷却系统的选型指南，帮助您选择适合的方案。
一、了解网络机房冷却需求在选择网络机房冷却系统之前，首先要了解机房的冷却需求。
通常情况下，网络机房需要维持一定的温度和湿度范围，以确保服务器等设备的正常运行。
一般而言，网络机房的温度应保持在21-24摄氏度之间，湿度应控制在40-60%之间。
二、选型考虑因素1. 散热需求：网络机房中的设备功耗较高，因此散热需求也较大。
了解机房整体散热需求，包括服务器、交换机、路由器等各个设备的功耗信息，以便为冷却系统选型提供准确的数据支持。
2. 系统容量：根据机房的规模和设备数量，确定所需的冷却系统容量。
通常以单位时间内的冷却能力来衡量，常见的单位有千瓦（kW）和万英国热单位（ton）。
需要注意的是，过大的冷却系统容量会造成能源浪费，过小则无法满足散热需求。
3. 能效比：能效比是衡量冷却系统能耗和制冷效果的重要指标。
在选择冷却系统时，需关注其能效比，选择高能效比的产品可有效降低能源消耗。
4. 空间需求：网络机房的空间有限，因此在选型时也要考虑冷却系统的空间需求。
选择体积较小、布局合理的系统，以节省机房空间。
5. 可靠性和维护性：网络机房对冷却系统的可靠性和维护性要求较高。
选型时需考虑系统的可靠性，例如备用部件和冗余设计等，以及维护的难易程度，如易于维护和清洁等。
三、常见网络机房冷却系统1. 空调式冷却系统：空调式冷却系统又称为精密空调或计算机房空调，是目前应用最广泛的网络机房冷却解决方案之一。
其通过制冷剂的循环往复运动实现机房的冷却，能够提供稳定的温度和湿度控制，并可快速调节。
空调式冷却系统具有较高的能效比和可靠性，适用于中小型网络机房。
2. 精密冷水机组：精密冷水机组使用冷却水循环制冷，可将机房产生的热量通过水冷却方式带走，具有较高的冷却效果。
采用风机盘管的办公建筑冷却塔供冷温度计算与分析_贺江波
（ｋｇ·℃）。
所以可以通过联合求解式（５）￣式（９）可以得到冷
却塔供冷工况下的冷水供水温度t′１，具体推导过程从略。
３ 室内负荷分析
在过渡季或冬季，室外新风的相对湿度要比夏季 室外新风的相对湿度低，所以在冷却塔供冷工况下，直 接或经过加热后送入内区的室外新风比夏季空调工况 下送入室内的相对湿度要低，可以承担一部分内区室 内人员散湿负荷；过渡季或冬季，室办公内区的室内相 对湿度也较低（一般不高于４０％），所以在过渡季或冬 季内区室内负荷以显热负荷为主。在冷却塔供冷工况 下供水温度一般较高，所以内区风机盘管一般是在干 工况下运行，主要承担内区的显热负荷，不考虑对室内 湿度的控制。
位面积显热负荷，Ｗ／ｍ２。当α＝０．２，内区室内 设计温度取２５℃时，q′＝６１Ｗ／ｍ２。 所以，对于所选取的办公建筑，内区室内设计温度
３７ Ｎｏ．４／２０１４
总第１５８期 第３５卷
发电与空调
Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ＆ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ
空调技术
取２５℃时，冷却塔供冷工况下室内显热负荷与夏季室 内显热负荷之比Φ＝６１／７１．２＝０．８６。比较式（３）与式（４） 可知，对于办公建筑内区，主要的内区负荷为设备及灯 光负荷，人员散热显热负荷所占比例较少。
３．１ 冷却塔供冷工况下内区室内设计温度
室内设计温度在满足内区室内舒适度的前提条件 下，应尽可能提高室内设计温度，以延长可利用的全年 冷却塔供冷时间。内区供冷房间的设计温度应高于外 区供热房间的设计温度，对于办公建筑内区设计温度 可 取 ２４￣２５℃ ， 对 于 商 业 建 筑 内 区 设 计 温 度 可 取 ２２￣２３℃［１］。
１８￣２０℃。
３．３ 内区显热冷负荷
内区显热冷负荷主要包括：设备显热负荷，灯光显
机房冷负荷变化趋势分析
一、现有冷源状况机房冷源有两套：地下室一层有一体化直燃机一台，名义制冷量2326kw；屋顶有4台螺杆机和3台干冷器，单台螺杆机名义制冷量1090kw。
正常情况下，夏季由直燃机进行供冷，包括1-6层机房和1-8层办公楼；冬季由屋顶机组对机房单独供冷，直燃机转为供热模式对1-8层办公楼进行供热。
机房二次侧水系统供冷介质采用软化水，与地下一层直燃机一次侧系统通过一台板换连接，单台板换换热量3300kw。
与屋顶风冷机组一次侧系统通过2台板换连接，单台板换换热量3300kw。
二、设计条件下建筑冷负荷情况根据暖通设计资料，1-8层办公楼空调面积共12039.4平方米，单位面积冷负荷取93w每平方米，由此得到总冷负荷为1115kw；由于机房冷负荷特点，1-6层机房空调面积共5181.6平方米，在运行初期单位面积冷负荷取154.4w每平方米，总冷负荷为800kw。
在运行远期IT设备数量稳定后，单位面积冷负荷取386w每平方米，总冷负荷为2000kw。
三、设计条件下冷负荷分析根据上述说明可知，在大楼运行初期，1-6层机房总冷负荷为800kw，1-8层办公楼总冷负荷为1115kw，总计1915kw，小于地下直燃机2326kw的名义制冷量。
因此，在大楼运行初期，直燃机夏季供冷满足设计要求。
但在运行远期，1-6层机房冷负荷增至2000kw后，单台直燃机便不再满足大楼整体的供冷需求，需要增加机组数量。
冬季运行时，由于屋顶冷源单独供1-6层机房，远期冷负荷增至2000kw后，仍不到机组制冷总量的50%，满足机房冷负荷要求。
四、真实状态下冷负荷分析机房自投入使用以来，直燃机一直良好运行，整体冷量满足大楼冷负荷要求。
截止目前，1-6层机房共有12台UPS，该12台UPS承担全部的IT设备用电。
由于IT设备用电转换成的冷负荷是机房的主要部分，总用电量为723w，产生的冷负荷即723kw。
由此判断，1-6层机房的总冷负荷与设计的初期预设值相差并不大。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
本文分析了冷却塔供冷的关键因素，如热工曲线、湿球温度、工况切换点等，得出以下结论，为数据中心节能设计提供参考依据。
·冷却塔供冷按冬季工况选取，夏季校核，结合夏季工况灵活配置；
·冬季供冷以小于冷却塔的额定流量来获取较低出水温度，延长冷却塔供冷时间；
·冷却水泵应设变频，适应管网特性曲线变化等设计方法。
01冷却塔供冷
冷却塔供冷分直接供冷与间接供冷两种，由于直接供冷需室外冷却水直接进入空调末端，水质不佳时极易引起末端堵塞，而影响系统运行，工程中大多数采用间接供冷系统（开式冷却塔+板式换热器），即与冷水机组并联或串联一台板式换热器。
冷水机组与板式换热器并联，湿球温度达到一定值时，由板式换热器提供全部冷量，关闭冷水机组，使冷却水和冷冻水分别进入板式换热器，冷却塔做为冷源，达到完全自然冷却，但并联形式不能采用部分自然冷却；冷水机组与板式换热器串联，冷水串联经过板式换热器与冷水机组，过渡季节用冷却塔出水先预冷冷水回水，再进入冷水机组制冷，减小主机能耗，得到可观的部分自然冷却时间，仅额外增加水在板式换热器内的输送能耗。
为充分利用部分自然冷却，北方地区数据中心往往选择冷水机组与板式换热器串联这种组合形式，见图1，本文讨论也是基于这个系统。
图1冷却塔供冷系统原理图
02 负荷侧系统设计
2.1冷负荷
数据中心主要由服务器、UPS等散热转化而成的显热负荷，几乎没有潜热负荷，冬夏季冷负荷相差不大，冷却水流量大致在80%~100%内变化；末端干工况运行，冷负荷按显热负荷考虑。
2.2冷水供水温度
数据中心考虑采用温湿度独立控制方案，由高温冷水处理显热负荷，新风进行独立的加湿或
除湿。
冷水供水温度取值，直接受机柜进风温度取值的影响。
ASHARE推荐的机柜进风温度宜取20~25℃，允许范围是18~27℃。
考虑到空气-水换热器空气侧阻力降的影响，送风温度与冷水供水温差取8℃，可有多种供水温度与送风温度组合，常用的有送风温度20 ℃，冷水供回水温度为12/18℃；送风温度23℃，冷水供回水温度为15/21℃。
当然送风温度还可进一步提高，负荷侧供水温度也随之升高，冷水机组能效提高，在冷却塔供冷时，冷却塔出水温度相应升高。
03冷源侧系统设计
3.1冷却塔选型
冷却塔的冷却能力是冷却塔供冷的核心，冬季冷却塔的冷却能力急剧下降，即在相同的冷却水供回水温差与流量条件下，冷却塔在冬季比夏季更难于散热。
若要获得与夏季相同的换热量和水温降，必须加大冷却塔出水温度与室外湿球温度的差值，靠显热交换获得冷却量。
由于数据中心基本是常年稳定的冷负荷，按夏季工况选择的冷却塔在冬季用作自然冷却时，要求其提供的冷却量要基本不变，因此，数据中心采用冷却塔供冷时，为了更好节能，应尽量延长自然冷却时间，通常按冬季完全自然冷却工况选型，并对夏季极端湿球温度进行校核，以满足数据中心可靠性的要求。
一般情况下，北方地区按冬季工况选型的冷却塔都能满足夏季工况，塔型结合夏季工况灵活配置。
通过冷却塔冷却特性的模拟计算，获得了冷源水供水温度（即冷却塔出水温度）、供回水温差以及不同流量比（实际流量与额定流量之比）下的室外湿球温度值，如图2、3所示。
冷却塔逼近度（即送风温度与冷水供水温度差）越小，冷却效果越好，但过分追求小的逼近度，塔体成分和外形尺寸将会加大，权衡考虑，数据中心工程中冷却塔夏季选型一般取3℃，按此选择冷却塔，在大多数时间运行中容量富余。
显然，逼近度不是一个定值，而是由设计人员根据具体项目确定。
图2流量比100%时冷却塔供冷热工曲线
图3流量比85%时冷却塔供冷热工曲线
根据图2，当室外湿球温度达到1℃时，如果流量不变且仍要求5℃温降，则冷源侧供水温度达10.5℃，逼近度为9.5℃，板式换热器换热温差取1.5℃，负荷侧冷水供水温度将达到12℃。
由图3，其他条件不变，冷却水量变为85%，在室外湿球温度1℃时，冷却塔出水温度可达到9.5℃。
若想获得较低的冷源侧供水温度，则可通过减少冷却水量或减小冷却水进出水温差来实现。
由于在水系统中，水泵能耗约占主机能耗15%~20%左右，远小于主机能耗，应尽量将自然冷却做为主要节能环节，适当考虑水泵输送功率和高效率运行等问题，在保证使用要求的前提下，尽量提高冷水供水温度和冷源侧供水温度，延长自然冷却时间。
冷却水供回水温差Δtc越小，可以在更高室外湿球温度下使用，获得更多的自然冷却时间；冷却水供回水温差Δtc也不宜过小，考虑到数据中心冬夏负荷变化不大，冷却塔水量可减小到其额定水量的80%，数据中心项目冷却水供回水温差一般不宜小于4℃。
3.2工况转换点
工况转换点的选择，直接关系到整个供冷系统的供冷时数。
根据某品牌逆流冷却塔数据拟合，得出湿球温度与逼近度的数学关系式，及冷却塔出水温度与室外湿球温度的关系式tc1=0.81tw+9.33。
冷水供水温度按12℃考虑，考虑冷却塔逼近度及换热器等影响，参考冷却塔供冷特性曲线，由以上分析可知在室外湿球温度1℃时切换为完全自然冷却模式，这也基本与图2、图3吻合。
在过渡季节，当冷却塔出水温度小于16℃时，可用于预冷冷水回水，减小冷水机组的负担，根据上述关系式，得到在室外湿球温度8℃时切换为部分自然冷却模式。
显然，工况切换点与冷水供水温度有关，假如送风温度设定23℃，冷水供回水温度为15/21℃，冷源水供水温度为13℃，亦可满足机房温度要求，但需重新设定控制器，按上述原则分析，得到此时工况切换点室外湿球温度为4.5℃，相比12℃冷水供冷，延长了冷却塔供冷时数。
根据《中国建筑热环境分析专用气象数据集》，可得到在三种冷水供回水温度组合下，冷却塔供冷两种工况在典型城市的供冷时数表1、表2，用于数据中心节能分析。
3.3冷却水泵
在夏季，冷却水侧需要旁通板式换热器，这样冷却水管网特性曲线会发生较大变化，冷却水泵的工作特性如果不发生大的变化，工作点会向右下方偏移，流量加大使得电机功率增加，容易过载而烧毁电机。
对此，冷却水泵应做变频处理，适应管网特性曲线变化。
3.4冷却塔防冻
在北方地区，冷却塔在冬季运行时，室外冷却水管应进行保温，其集水盘、室外冷却水管及补水管等需设置电伴热设施，且按消防负荷供电，同时冷却塔供回水管上需设置旁通管及温控电动阀，控制水温在5℃以上。