必信空调在数据中心的应用及解决方案

背景介绍

　　在万物互联的时代背景下，中国数据中心建设已进入高速成长期，国家对绿色数据中心的建设尤其重视。建造和运转一座绿色数据中心会涉及到许多先进性技术和策略。其中，空调制冷系统是绿色数据中心基础建设的重要环节之一，空调系统的选配不仅关系到数据中心运行的稳定可靠性，还对整个数据中心的PUE有着至关重要的影响。

　　

　　2016年12月5日，工信部发布了第一批《绿色数据中心先进适用技术目录》，其中，制冷冷却项目仅涉及6项，必信空调凭借其低压比智能控制技术，成功入选此目录，引领绿色数据中心最佳实践。

技术优势

　　必信磁悬浮空调机组在数据中心应用中采用专利的低压比智能控制技术，基于该技术的必信磁悬浮冷水机组，在低冷却水温度下可以仍然正常运转，扩大了冷水机组的应用范围，使得数据中心系统在制冷模式与自由冷却模式之间自如转换。

　　

　　该技术还能充分发挥变频离心式压缩机的特性，通过实时计算用户侧制冷需求和当前压比来选择合理转速，实现机组制冷量与系统负荷的精确匹配，降低了系统能耗。

　　近期，基于该技术的必信酷磁™磁悬浮离心变频冷水机组已在北京、上海等多地的数据中心项目中成功运用。

　　

　　以北京某数据中心为例：

项目概况

　　该项目总建筑面积13370平方米，共4层，层高4.5米，建筑高度24.4米，冷水机房设计在1楼。设计总冷量为10795kW，采用4台总制冷量为4400RT的必信酷磁™磁悬浮变频离心机组用于全年制冷。

项目要求

l 机房内温湿度要求很高，冷通道温度18±2℃，相对湿度30-75%，热通道32±2℃，相对湿度35%-75%；

l 空调系统全年24小时不间断运行，保证精确控温，可靠性佳，同时高效节能；

l 采用高温出水，冷冻水进出水温度为18/12℃；

l 当室外温度较低时，采用自由冷却模式，利用自然冷源对室内机房进行降温。

项目难点

　　常规冷水机组受到润滑油的限制，在低冷却水温度工况下无法正常运行，故在主机制冷模式和自由冷却模式之间无法无缝切换，即使是普通的磁悬浮空调机组受到相关技术的限制也无法完成。

解决方案

　　采用4台制冷量为3675kW（1045RT）的必信酷磁™系列磁悬浮离心变频冷水机组（3用1备），同时配置4台冷冻水泵（3用1备），4台冷却水泵（3用1备），4台冷却塔（3用1备）。

　　

　　基于必信专利低压比智能控制技术的必信磁悬浮冷水机组，在低冷却水温度下仍然可以正常运转，扩大了冷水机组的应用范围，使得数据中心系统在制冷模式与自由冷却模式之间自如转换。

　　

　　由于磁悬浮离心机组具有超高的部分负荷效率，因此建议充分利用备用机组，同时开启4台磁悬浮离心机，使每台机组均在部分负荷下高效运行。

优势分析

　　我们对机组的全年运行情况进行了分析，这样可以更直观的看到必信机组的优势。

　　（1）热备份

　　

　　采用4台磁悬浮离心机BSMW-3675（3用1备），制冷量为3675kW。由于机房的需冷量较稳定，不易受外界气温的影响，因此若同时采用4台磁悬浮离心机运行，机房需冷量仅为机组总制冷量的73%，而73%负荷率下的磁悬浮离心机比四台机组同时运行时的效率高得多，反而更节能。所以，建议同时开启4台磁悬浮离心机制冷高效运行。4台机组同时开启也可保证冷负荷的冗余备份。若某台压缩机发生故障，可以单独关闭此台压缩机，而不影响所有机组的正常运行, 必信酷磁™磁悬浮机组的独特设计可使压缩机在故障时可以单独拆下维修或更换，而不影响整台机组的运行。若某台机组发生故障，可以关闭故障机组，其余3台机组联合运行也能保证供冷的可靠性。多重保障，使得整个系统设计有了充足的冗余备份，更安全，更可靠，业主也可以为今后的客户提供高SLA级别的服务。

　　

　　（2）运行范围广，可以在低冷却水温度下工作

　　

　　采用普通冷水机组，在冷却水进水温度低于20℃时，导致冷水机组不能够正常运行。下图是某普通冷水机组的运行范围示意图。从图上，我们可以明显看出，当冷冻水出水温度为12℃时，冷却水进水温度在22℃以下的运行区域主要在Ⅱ区，在Ⅱ区运行则需要额外配置调节冷凝压力恒定的装置，机组在非常低的效率情况下强制运行，会导致费用高、风险大，机组容易损坏。

　　

　　采用磁悬浮冷水机组就没有这方面的问题,在冷却水温度较低的情况下，机组仍然可以正常运行，且相较于传统机组运行范围广。此外，基于低压比智能控制技术的必信磁悬浮冷水机组还可以在更低的冷却水温度下正常运行，甚至做到冷却水进水温度与冷冻水出水温度保持持平，使制冷工况和自由冷却工况无缝对接，这样就摆脱了普通冷水机组在上图Ⅱ区内需要依靠额外装置低效运行的尴尬局面。

　　

　　必信磁悬浮离心机还有强大的PAC控制系统作为保证机组稳定运行的硬件保障，该控制系统能够时刻监测压缩机各个关键参数，使机组始终运行在安全、节能区，整个空调系统全年都处于高能效状态运行，保证全年平均PUE处于较高的水平。

　　

　　（3）能效高

　　

　　一方面必信磁悬浮机组无油润滑，具有很高的运行效率；另一方面，当冷却水进水温度变化，特别是冷却水进水温度降低时，磁悬浮机组不会受到冷却水回水温度的限制，效率会逐步提升，提升幅度明显大于传统冷水机组，全年运行的情况下，可以最大程度节约能耗、节省费用。

结语

　　必信磁悬浮机组拥有高效节能、绿色环保、安全可靠、灵活轻巧等优势，能解决传统制冷系统的高耗能等问题。必信磁悬浮空调技术的应用能为数据中心的建设带来全新的高效制冷解决方案，助力国家推进建设绿色数据中心的工作。