如何提升数据中心冷冻水空调系统的能效

如何提升数据中心冷冻水空调系统的能效

一、提高冷水机组的出水温度

提高冷水机组的出水温度是提升制冷系统整体节能效果的一个有力措施。根据工程经验和冷水机组厂家提供的数据，在其它参数不变的条件下，每当提高1℃的出水温度，冷水机组的制冷量将提高3%~4%，而功耗约增加1%左右。

下图显示了在不同的出水温度条件下，冷水机组的制冷量与用电功率的典型关系。

不难看出，随着出水温度的提升，制冷量和用电功率都在增加，但制冷量的增幅更大。简单的说，随着冷水机组出水温度的提升，我们可以利用更少的电力消耗提供更多的制冷量。这显然是一项有效提升制冷系统能效的措施。

值得注意的是，冷水机组的出水温度也不可以不受限制的提高，且对于末端空调设备而言，当来自冷水机组的冷冻水供水温度提升时，其制冷量将随之下降。为避免这种情况发生，就需要末端空调厂家在研发阶段就以高温冷冻水供水和高回风温度条件进行设计。

能在研发与生产阶段就全面考虑到数据中心冷冻水空调系统的最佳能效，这样的厂家显然凤毛麟角。目前市场上这类空调的代表主要是德国威图公司的

L i q u i d C o o l i n g P a c k a g e(L C P)高性能机柜级液冷空调。L C P系列空调针对数据中

心高性能计算系统的散热而设计，宽×高×深为300×2000×1200（m m），能完美的与I T机柜相匹配。L C P系列空调采用冷冻水为冷媒，设计供水温度为6~20℃，理想供水温度为15℃，此时的额定制冷量28k W。在某用户的集装箱数据中心内，冷冻水进水温度20℃条件下，实测的制冷量高达37k W/台。

二、充分利用自然冷源，实施自然冷却

提高冷水机组的出水温度即提高末端空调的供水温度，它引申出的另一个好处是能够最大限度利用室外冷源进行自然冷却。

在冷冻水系统上增加一套空气/水热交换器，从末端空调返回的高温冷冻水进入该热交换器并被冷却至合适的低温，低温冷冻水再被送入末端空调，吸收I T设备的散热又变成高温冷冻水，并再次返回热交换器，如此循环。

以杭州为例，杭州市2007-2009年气象参数统计如下表所示，该数据来自杭州统计调查信息网。

可以看出，杭州市每年有5个月的平均气温低于15℃，这几个月即可实施自然冷却，而气温越低，自然冷却的效果越理想。从气象地理的角度看，地理位置越往北，可利用自然冷却的时间就越长，系统的节能率也越高。如果采用威图L C P液冷系统，配合集成自然冷却盘管的威图高效能冷水机组使用，在外界气温低于20℃时，就能够获得很好的节能效果。据测算，该自然冷却系统在杭州市应用时，每年可节能15%以上。

数据中心制冷系统的节能增效是一项综合性工程，需要根据工程实际作不同的优化与配置。但作为众多节能措施中常用的两种方法，上述措施的使用将给

制冷系统的效率提升带来实质性的帮助。