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数据中心蓄冷罐的原理及作用

2022-02-10 来源:西安易筑机电工业化科技有限公司

技术原理

利用夜间谷段电力的低电价，利用数据中心的冷水机组、冷水循环水泵、冷却循环水泵等设备的备用机组进行工作，将储水罐中的水制冷到5℃以下，并在白天电价较高的峰段电力期间将蓄藏的低温冷冻水释放出来供空调系统制冷使用，对电网来说达到削峰填谷的目的，对数据中心来说达到降低电费的目的。

实施水蓄冷的基本条件

水蓄冷系统优势

蓄冷系统根据其常用蓄冷介质不同可分为水蓄冷、冰蓄冷。水蓄冷系统有单位体积蓄冷量小，冷槽体积庞大，冷损耗大等缺点，尽管如此，水蓄冷系统因其如下优势依旧在数据中心得到广泛应用。

一、水蓄冷蓄冷温度与冷冻水供水温度接近，放冷速度快，即需即供，无时间延迟；

二、水蓄冷因所需蒸发温度高，故较冰蓄冷耗电量低，运行费用低，且也无需选用双工况机组；

三、水蓄冷系统结构简单，运行简便，易于操作，故障率低。

蓄冷容量计算

数据中心蓄冷装置供应冷冻水的时间不应小于不间断电源设备的供电时间，而国标规定的A级数据中心不间断电源系统电池最少备用时间为15min。故方案设计时，按满足空调系统15分钟运行要求计算。

蓄冷罐运行时，蓄冷量计算为：

V=3600×Q/Δt×ρ×Cp×FOM×av

其中除ρ蓄冷水密度（1000kg/m3）、Cp冷水比热容（4.18kJ/kg×℃）为定值外，其余均为直接影响蓄冷罐最终容积的变量，如Q蓄冷量（RT）、Δt放冷回水温度与蓄冷进水温度间的温差、FOM蓄冷罐保温效率、av蓄冷罐容积效率。

水蓄冷的应用形式

水蓄冷的应用形式可分为：闭式承压蓄冷罐模式和开式蓄冷罐蓄冷模式。在早期数据中心应用中，闭式蓄冷罐串联接入主要用于空调系统的容灾备份，蓄冷罐内的冷水持续流动以保证随时保有备用的蓄冷量供应。此方案响应速度快，但是冷冻循环水一直需要经过水管，增加了设备能耗，同时设备承压，也增加的初投资，开式蓄冷罐蓄冷模式，并联接入，蓄冷罐既作为负荷末端，也作为供冷源。此方案需要比运行温度更低的蓄冷温度，蓄冷体积小，系统并联也方便维修。

随着大型数据中心基础设施构架设计的不断优化与完善，水蓄冷空调已经作为水系统重要的应急冷源而被广泛应用。无论哪种蓄冷方式、运行模式及控制策略，都有其相适用的应用环境。前期方案设计阶段和数据中心测试验证阶段都需对制冷空调系统能否应对可能的突发状况进行全年考量，以满足数据中心相应的设计等级要求，并确保在故障发生时，蓄冷系统能及时投入循环系统得到应用。

文章参考文件：水蓄冷技术概述、浅谈水蓄冷技术在数据中心的应用

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