海瑞思直接膨胀水冷型机房空调

水冷式直接膨胀机组从房间吸取的热量通过内置水冷冷凝器传输到制冷剂中。冷却水可以由供水管道、冷却塔或者水井供应,或者在一个带有外置干冷器的密封回路中运行。但是在改种情形下，冷却水通常采用抗冻的水和乙二醇的混合物代替常用的制冷剂。该机组适用于有集中冷却水系统的场所。机组能效比风冷式机组高，因此更节能；机组安装不受室外场地限制。

传统的风冷直膨式系统能效比COP(Coefficient Of Performance)较低，在北京地区COP约为2.5~3.0，空调设备耗电惊人，在数据中心整体耗电中占比很高。而且，随着装机需求的扩大，原来建设好的数据中心建筑中预留的风冷冷凝器安装位置严重不足，噪音扰民问题凸显，都制约了数据中心的扩容。此时，在办公建筑中大量采用的冷冻水系统开始逐渐应用到数据中心制冷系统中，由于冷水机组的COP可以达到3.0~6.0，大型离心冷水机组甚至更高，采用冷冻水系统可以大幅降低数据中心运行能耗。

冷冻水系统主要由冷水机组、冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵以及通冷冻水型专用空调末端组成。系统采用集中式冷源，冷水机组制冷效率高，冷却塔放置位置灵活，可有效控制噪音并利于建筑立面美观，达到一定规模后，相对于直接蒸发式系统更有建造成本和维护成本方面的经济优势。

冷冻水系统应用最多的空调末端是通冷冻水型机房空调，其单台制冷量可以达到150kw以上。送风方式与之前的风冷直膨式系统变化不大，仅仅是末端内的冷却媒质发生变化，空调设备仍然距离IT热源较远，主要依靠空调风扇输送空气维持气流组织。

自然冷却和新型空调末端

随着数据中心制冷技术的发展和人们对数据中心能耗的进一步关注和追求，自然冷却的理念逐渐被应用到数据中心中。

海瑞思直接膨胀水冷型机房空调在北方冬季室外温度较低，利用水侧自然冷却系统，冬季无需开启机械制冷机组，通过冷却塔与板式换热器“免费”制取冷源，减少数据中心运行能耗。水侧自然冷却系统是在原有冷冻水系统之上，增加了一组板式换热器及相关切换阀组，高温天气时仍采用冷水机组机械制冷，在低温季节将冷却塔制备的低温冷却水与高温冷冻水进行热交换，在过渡季节则将较低温的冷却水与较高温的冷冻水进行预冷却后再进入冷水机组，也可以达到降低冷水机组负荷及运行时间的目的。

水冷系统自然冷却系统原理

传统数据中心的冷冻水温度一般为7/12℃，以北京地区为例，全年39%的时间可以利用自然冷却，如果将冷冻水提高到10/15℃，全年自然冷却时间将延长至46%。同时由于蒸发温度的提高，冷水机组COP可以提升10%。另一方面，随着服务器耐受温度的提升，冷冻水温度可以进一步提高，全年自然冷却的时间也将进一步延长。目前国内技术领先的数据中心已经将冷冻水温度提高至15/21℃，全年自然冷却时间可以达到70%甚至更长。

水侧自然冷却系统虽然相对复杂，但应用在大型数据中心项目中的节能效果显著。水侧自然冷却系统日渐成熟，已经成为我国当前数据中心项目设计中最受认可的空调系统方案。我国目前PUE能效管理最佳的数据中心也正是基于水侧自然冷却系统，全年PUE已实现 1.32。

在冷源侧系统不断演进发展的同时，新型空调末端形式也层出不穷。

传统的机房精密空调机组结构形式相对固定，设备厚度一般为600mm，宽度为2500mm左右，风量约27000m3/h，其机组内部风速达到7米/秒，空气阻力很大，风机大量的压力损失在了机组内部，造成了很大的能量浪费。一般配置了450Pa风机全压的空调机，机外余压只有大约200Pa。

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