数据中心冷水空调系统与间接蒸发冷却空调系统建模对比分析

中国移动通信集团设计院有限公司 姜宇光

0 引言

当前国内数据中心能耗普遍较高，大型数据中心平均电能利用效率PUE为1.6左右[1]。2018年工业和信息化部提出新建大型、超大型数据中心的PUE要降到1.4以下。北京地区和上海地区出台政策要求新建数据中心PUE低于1.4甚至低于1.3。

数据中心能耗中空调系统能耗占了很大一部分，约为40%，节能潜力巨大。目前新建数据中心通常采用冷水机组+板式换热器+冷却塔的冷水空调系统，在一定条件下可利用自然冷源，节能率有一定提高，但系统复杂，节能影响因素较多，究竟采用什么样的节能运行策略有必要进行梳理和研究。同时，近两年随着GB 50174—2017《数据中心设计规范》放宽机房环境温度要求，间接蒸发冷却技术在数据中心逐渐得到推广应用，节能效果显著，对其运行特性也有必要探究。

本文通过理论计算和设备运行参数拟合对2种系统进行建模，并对全国主要典型城市的模拟计算应用效果进行综合对比分析。

1 2种系统工作原理介绍

1.1 冷水空调系统

系统主要由冷水机组、冷却塔、板式换热器、冷却水循环泵、冷水循环泵、空调末端及配套管道、阀门等组成。冷水机组一般为大容量离心式冷水机组，COP可达6.0～7.0。数据中心全年24 h均需要供冷，气温较低时可以通过冷却塔利用室外自然冷源供冷，通常设置板式换热器，冷水直接和冷却水换热降温。板式换热器与冷水机组一般有并联和串联2种连接形式，串联连接过渡季使用，可以部分利用自然冷源，本文主要讨论串联连接系统架构。……