节能精密空调|淮北精密空调|神州永鑫空调

对于北方城市的哈尔滨来说，四季分明，冬天温度相对比较低，所以不适宜使用水冷系列，故在比较时没有将此种空调系统 考虑进去，在比较中发现自然冷却冷水主机加冷冻水机组的节能效果很明显，耗电量明显减少。由于北京一年当中大约有30%的时间温度小于10度，故自然冷却 冷水机组加冷冻水机组可以比普通冷水主机加冷冻水机组节能30%，和其他空调系统相比耗电量也明显减少，节能效果显着。对于平均温度很高的城市如上海、广 州、贵阳等地，很难实现利用环境温度实现自然冷却功能，相比之下不推荐使用自然冷却冷水主机加冷冻水机组，从系统总投资上可以看出，水冷冷水主机加冷冻水 机组的系统总投资少，在计算设备制冷总功率和耗电量时，直接蒸发式机组高，淮北精密空调，其中还未考虑加热器、加湿器等耗电量，同时实际机组工作时直接蒸发式机组由 于室内环境变化会引起压缩机的频繁启动，必然引起耗电量增加，而水冷冷水主机加冷冻水机组这样的情况没有直接蒸发式机组发生频繁，所以从能耗角度考虑直接 蒸发式机组也没有水冷冷水主机加冷冻水机组系统要好，经计算，水冷冷水主机加冷冻水机组系统较风冷直接蒸发式机组要节能可达到20%左右。

热负荷变化通常要在10%～**之间变动，对于随着系统规模扩大，空载设备将会动态退出或者设备根据进度并未完全上电造成的。。因此，机房精密空调系统必须能够适应这种负荷的变化，以使电子元器件工作在所要求的环境条件之中，保证电路性能的可靠性。

送风方式由于要与电子通信设备的冷却方式相适应，机房的空调系统的送风回风方式是多种多样的：有上送风、下送风，有上回风、下回风、侧回风等，生产企业一般是利用标准化手段开发一系列机型，以满足用户的不同需要。机房**精密空调机送风形式多为上送下回和下送上回式。机房中铺设防静电活动地板，机房**精密空调采用下送上回式送风，使冷气直接进入活动地板下，这样使地板下形成静压箱，然后通过地板送风口，把冷气均匀地送入机房内，送入设备机柜内。为此，机房**精密空调应有足够的风量把机房中的热量带走。采用这种送风形式可大大提高空调效率，同时还可以大幅度节省过去习惯的管道送风的工程费用，降低工程造价，使室内布局美观。这是机房理想的送风方式。当然，机房送风形式要与设备散热形式一致。

UPS带精密空调配置分析

针对以上分析的目前数据中心常用的直膨式精密空调以及冷冻水型精密空调，给出配置UPS选型的基本建议。

(1) UPS带直膨式精密空调配置分析

直膨式空调系统包括风冷直膨式系统和水冷直膨式系统，其区别在于室外冷凝器的散热方式不同。

目前，直膨式精密空调行业里，室内机的制冷压缩机主要采用涡旋式压缩机进行变容量调节。涡旋式压缩机通常采用数码涡旋技术、交流变频技术和直流变频技术实现变容量调节，三者的技术对比见表3:

从性能和可靠性方面而言，采用直流变频技术的压缩机，变频节能精 密空调，其电机启动力矩大、效率高(损耗低，功率因数高)、精准调速、高功率体积比高、可靠性高、使用寿 命长，技术已经比较成熟和稳定;相较之下，数码涡旋技术虽有长期市场应用经验，但调速范围窄，IPLV不如直流变频技术，无法**匹配要求部分负载的高效 的数据中心制冷。

对于采用直流和交流变频技术的压缩机而言，较明显的区别就是驱动技术:采用同步永磁体交流电机的，则是直流变频;采用异步交流电机的，则是交流变频。 虽然同样是变频技术，但实际上交流变频与直流变频是两代产品，交流变频由于能效偏低，励磁逻辑复杂等劣势，目前已经基本被直流变频技术所替代。因此，目前 主流压缩机供应商均聚焦直流变频技术，以便匹配数据中心负载变化节能要求的大趋势。

从表4的对比分析可以看出，数码涡旋式压缩机和变频压缩机的冲击电流有较大区别，采用UPS为直膨式风冷精密空调配电时，需考虑压缩机冲击电流的影 响。以制冷量35kW的风冷行级精密空调为例，机房**精密空调，A厂家采用数码涡旋压缩机，B厂家采用直流变频压缩机，其整机启动电流的对比如图5所示。

根据A、B两个厂家提供的技术参数并结合测试结果，采用数码涡旋压缩机的DX型精密空调，其启动冲击电流约为额定电流的5倍;而采用直流变频压缩机的DX型精密空调，其启动电流小于额定电流。

风冷直膨式精密空调的室外机由风机转速控制器(含压缩机变频器)、电控盒、冷凝器、机架和风机等组成，其启动电流小于满载电流。当采用UPS给风冷冷凝器供电时，考虑其额定满载电流即可。

例如，在T1工况(温带气候，环境温度在-20～45℃)，对于散热量为38kW风冷室外机，其输入制式为380～415Vac/3Ph/50或60Hz，满载电流为2.5A，功率因数取0.8，则室外机功率为

对水冷直膨式而言，若采用数码涡旋压缩机的室内精密空调，需考虑5倍冲击电流的影响;而对采用变频压缩技术的精密空调，由于变频压缩机的启动电流小于 其额定电流，因此UPS需考虑其额定电功率，并根据GB/T50174-2008的冗余设计原则，考虑1.2倍的冗余系数即可。

对水冷直膨式的冷却系统，由于配置了冷却水泵和冷却塔，冷却水泵有定频水泵和变频水泵方案，对冷却塔内又有对应的风机，需根据具体的水泵方案和冷却塔内的风机类型进行考虑。

(2) UPS带冷冻水型精密空调配置分析

根据Uptime对冷冻水型空调系统作出的关于连续制冷级别的定义，考虑UPS给精密空调配电时，其主要应用在不间断制冷(ClassA级别)和连续 制冷(ClassB级别)两种场景，两者的区别在于是否设置制冷罐，冷冻水二次泵是否采用UPS供电。若整体空调系统设置蓄冷罐进行蓄冷，同时冷冻水二次 泵、末端空调采用UPS供电，则为ClassA级别的不间断制冷方案;若仅对冷冻水二次泵、末端空调采用UPS供电，并无配置蓄冷罐，则为ClassB级 别的制冷方案。在实际应用中，冷冻水型蓄冷系统的整体方案架构如图6所示。

根据冷冻水型蓄冷系统的整体架构，并考虑到数据中心业务连续应用的要求及制冷系统的配置，可参考以下几种方案:

①方案一

为整个制冷系统全部配置UPS系统，对于冷冻水空调系统，需对冷水机组、冷却塔、一、二次泵和精密空调都配置UPS系统，保持整套制冷系统不间断运行。因为此方案成本高昂，在实际项目中较少被采用。

②方案二

在冷冻水系统中，为精密空调风机、二次泵配置UPS，并在冷冻水循环系统中增加蓄冷罐储备冷冻水。当电源中断未恢复或电源中断导致冷机暂无法启动期 间，通过蓄冷罐和水泵循环水提供冷源，节能精密空调，由精密空调风机维持室内冷气循环，为机房环境提供不间断制冷。相比方案一，此方案在性价比方面更有优势。

上述两种方案都可达到UptimeClassA级不间断制冷标准。

③方案三

在冷冻水系统中，为精密空调风机、二次泵配置UPS，但不配置蓄冷罐。电源中断或机械制冷故障时，精密空调风机维持机房内空气循环，并利用管道剩余冷冻水提供制冷，减缓机房快速升温。此方案可满足UptimeClassB级连续制冷的标准，且方案性价比有明显优势。

(3) 末端空调采用UPS供电的配置建议

不论是Uptime的A级制冷还是B级制冷，考虑对末端精密空调进行UPS配置。

冷冻水型末端精密空调的主要部件为风机。在风机选取上，存在着AC风机和EC风机两种类型的末端空调。在实际应用中，由于EC电机为内置智能控制模块 的直流无刷式免维护型电机，具有高智能、高节能、高效率、寿命长、振动小、噪声低以及可连续不间断工作等特点，可实现无级调速，能更好的匹配服务器风量， 同时达到大的限度的节能效果。因此，绝大多数厂家的末端空调风机类型均选择EC风机。

对于采用EC风机的末端精密空调，其启动冲击电流小于额定电流，因此在配置UPS时，主要考虑末端空调的满载运行功率。以某品牌30kW冷冻水型行级 空调为例，其配置了8个风机，末端空调满载电流为5.5A，功率因素一般取0.8，则满载功率为:5.5×220×0.8≈1kW，考虑UPS的负载功率 因数为0.9，并考虑1.2倍的冗余系数，则需要的UPS容量为1.2×1/0.9=1.3(kVA)。

(4)冷冻水二次泵采用UPS供电配电建议

冷冻水二次泵是冷冻水型空调系统的另一个关键部件，在考虑持续制冷时，需考虑采用UPS进行供电。

冷冻水二次泵的选取主要根据安装位置、空间及承压，结合管路水流量及扬程来选取，但从电性能角度而言，有定频水泵和变频水泵两种考虑，取决于实际项目 中采用的水泵类型。考虑UPS对冷冻水二次泵供电而言，通常对于定频水泵，需考虑其启动冲击电流为5倍的额定电流;而对变频水泵而言，需考虑一定的冗余系 数即可，一般取1.2倍。