数据中心高效制冷技术及应用

本周法瑞讨论的主要内容是蒸发冷凝设备分类。

蒸发式冷凝器将冷却塔和冷凝器“合二为一”，以空气和水作为冷却介质，其原理如图1所示。

蒸发式冷凝器主要由喷淋装置、风机、换热盘管、水箱、循环水泵、挡水板等组成。工作时，启动水泵和风机，此时水箱中的水经过水泵的抽吸作用通过喷嘴喷出，淋在换热盘管表面，形成均匀的水膜；空气由进风口进入，由于风机作用，强迫掠过盘管表面后排出。空气在盘管表面与水膜接触，水膜和空气在温度差和水蒸气分压力差的共同作用下进行热质交换，发生直接蒸发冷却过程，水膜表面温度被降低，然后通过换热盘管的导热作用，冷却管内介质，使高温高压的制冷剂蒸汽冷凝成低温的制冷剂液体。冷凝热被管外侧空气通过风机排到外界。

图1 蒸发式冷凝器原理图

蒸发冷凝是一项集风冷和水冷优点于一身的优良技术，它不仅有效解决了传统水冷空调冷却塔在北方冬季结冰问题，而且降低了风冷冷凝空调在夏季效率低下甚至宕机的风险。

根据风机位置不同，可分为吸风式蒸发冷凝器和送风式蒸发冷凝器，对比如图2所示。

图2 根据风机位置分类及其对比图

根据核心部件冷凝器结构形式的不同，可分为盘管型、管翅型、鼓泡型、板型和板管型蒸发冷凝器五类，对比如图3所示。

图3 根据冷凝器结构分类及其对比图

根据蒸发式冷凝器按填料位置不同分类，可分为上置式，耦合式和下置式，对比如图4所示。

图4 根据填料位置分类及其对比图

蒸发冷凝技术的基本原理是通过夏季在冷凝侧喷淋降温来降低冷凝温度和冷凝压力，从而提高制冷效率，在冬季通过关闭喷淋水系统并排出喷淋水达到系统安全自然冷却的目的，该技术一般通过高效集成的蒸发冷凝机组实体实现，该机组不仅有效降低了空调占用建筑面积，还大大加快了数据中心的部署时长。同时该技术还可应用在传统老旧风冷空调的改造上，通过对进入冷凝器的热风进行降温，实现节能的目的。

从三种冷凝方式的对比入手，我们了解到蒸发冷凝技术的优越性；随后根据风机位置不同、冷凝器结构形式不同以及填料位置不同具体了解不同类型蒸发冷凝的优缺点及适用场景。因此，根据不同的使用场景选用适用的蒸发冷凝设备，并在此基础上尽可能进行优化是我们应做的。

将蒸发冷凝技术深入创新并加以应用，我们法瑞定能够为中国2030“碳达峰”和2060“碳中和”的远景规划做出应有的贡献。