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                      【水蓄冷應用】某大型數據中心暖通冷源設計分享

                      瀏覽: 301
                      時間: 2018-04-20
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                      河北某大型數據中心一期機電配套工程冷水主機工程設計案例,制冷站數據中心一層,地上五層,數據中心A總建筑面積24797.47平米,建筑高度23.70米。主要功能為制冷機房、高低壓配電室、數據機房、電力電池室、監控室等。


                      某大型數據中心暖通冷源設計分享




                      設計內容




                      ? 制冷站空調系統設計,包括制冷站內冷熱源、水泵、冷卻塔等設備,空調水管路等。不含通風、防排煙設計;不含機房空調末端及末端空調支管。


                      ??數據中心新風系統。




                      負荷計算




                      參照可研規劃:數據中心機房A工藝負荷預測機架設備冷負荷為18015kW,電源設備冷負荷1801.5kW,圍護、照明、人員等其他冷負荷1487kW,總冷負荷為21303.5kW。其中一期近期工藝負荷預測,設備冷負荷為8480kW。




                      空調設計




                      數據中心機房空調采用冷凍水型機房專用空調,全年制冷,冷水機組、冷卻塔、板式換熱器、水泵、定壓裝置等設備采用(N+1)原則布置。


                      冷熱源


                      (1)根據機電配套工程可研要求:該工程冷源采用10KV高壓離心冷水機組+板式換熱器+冷卻塔系統形式,為數據中心提供集中冷源。數據中心機房A與數據中心機房B分別在一樓建設冷源系統,通過母管連接,共用一臺備用冷水機組,母聯管路通過地下管溝鋪設連接。數據中心機房A規劃3臺10KV高壓離心冷水機組,單臺制冷量為2500RT(8790KW),運行三臺,其備用冷水機組安裝在數據中心機房B一層制冷機房;數據中心機房B規劃3臺10KV高壓離心冷水機組,單臺制冷量為2500RT(8790KW),運行二臺,其中一臺作為兩棟機房樓A/B共用備用冷水機組,母管連接。


                      (2)數據中心機房A規劃3臺10KV高壓離心冷水機組,單臺制冷量為2500RT(8790KW),運行三臺,總冷量26370KW,滿足可研工藝總規劃要求。根據甲方的任務書,一期安裝2臺,1用1備,空調供回水溫度采用14/19%%DC,空調供回水管接至空調水管井為各樓層預留樓層支管。高壓冷水機組的控制柜由設備廠家配套供貨??照{冷水循環泵采用變頻泵,參數:G=1600m3/h,H=35m,承壓1.0MPa,變頻控制,3臺,一期上2臺。冷水循環泵和空調末端風機設置15min的UPS不間斷電源供電,在市電切換或中斷時實現不間斷制冷。機房空調系統設置15分鐘應急水蓄冷裝置(考慮機架功率≥5KW/j),室外開式罐蓄水量為600m3,水位高度在26米,水溫控制在14%%DC,蓄冷系統由專業廠家深化設計與施工。


                      (3)數據中心機房A規劃3臺冷卻塔(帶輔助電加熱),安裝在五層室外屋面,單臺水量G=1900m3/h,規劃3臺,一期上2臺,1用1備,冷卻水供回水設計溫度為32/37℃。設置冬季冷卻塔間接供冷,減少冷水機組運行時間,冷卻水供回水(即板式換熱器一次側進出水)溫度為13/18℃,冷凍水供回水(即板式換熱器二次側出進水)溫度為14/19℃??紤]到冷卻塔補水系統安全要求,設置三臺冷卻塔12小時補水蓄水量,計1134m3。給排水專業在土建階段實施。變頻控制空調冷卻水循環泵參數:G=1900m3/h,H=28m,規劃3臺,一期上2臺。


                      (4)板式換熱器參數:Q=8790Kw,一次側:13/18℃,二次側:19/14℃,外形尺寸:≤1200x6000x3200(H),壓損≤50kPa,運行重量15000kg


                      (5)工程配置2臺(1用1備)螺桿式水源熱泵機組作為數據機房初期低負荷冷源使用,后期作為舒適性空調及維護支撐用房冷熱源使用。





                      工況1:制冷量1582kW,冷水19/14℃,冷卻水32/37℃,制冷功率254kW;



                      工況2:制冷量1432kW,冷水12/7℃,冷卻水32/37℃,制冷功率268kW;



                      工況3:制熱量1840kW(40/45℃),冷卻側19/14℃,制熱功率331kW,外形尺寸:4510×1720×2055(h)。






                      (6)空調水系統采用氣壓罐定壓補水,補水采用軟化水,定壓補水系統安裝在一層制冷機房內。平時,采用室外型高位開式蓄冷水罐作定壓、補水,根據開式蓄冷罐水位信號控制補水泵啟停。停用或檢修時,啟動室內定壓補水機組。


                      (7)空調冷凍水,冷卻水經過電子廣譜感應水處理器處理,達到除垢、殺菌、防腐的目的。冷水機組設膠球在線清洗裝置,可以有效的降低冷凝器的污垢熱阻,保持換熱效率不降低。


                      (8)該工程采用冷卻塔間接供冷方式利用室外自然冷源。在系統上串聯板式換熱器,并增加切換管路和閥門。


                      ? 當冷卻塔出水溫度小于13℃(可調)時,關閉冷水機組,完全采用自然冷卻。系統斷開與冷水機組的連接,切換到直接與板式換熱器連接,通過板式換熱器換熱直接帶走室內熱量。


                      ??當冷卻塔出水溫度在13~18℃(可調)時,采用部分自然冷卻。冷卻水或冷凍水同時經過板換和冷機,冷卻水先預熱


                      再進冷機,同時冷凍水先預冷后再進冷機。在冬季可大幅降低冷水機組運行時間,在過渡季節可降低主機運行功率,從而降低制冷系統用電量。


                      ??當冷卻塔出水溫度高于18℃時,關閉板式換熱器水路,啟動冷水機組制冷系統。


                      (9)熱回收空調冷、熱源設計


                      制冷機房配置了兩臺450RT的水源熱泵機組,布置在一層制冷站,冷卻塔布置在屋頂。數據機房初期設備冷負荷較小時,開啟水源熱泵機組制冷,冷水供回水溫度為14/19℃,冷卻水供回水溫度為37/32℃。數據機房設備冷負荷滿足2500RT開機負荷時,水源熱泵機組作為數據中心、維護辦公樓舒適性空調冷熱源使用。制冷時,冷水供回水溫度為7/12℃,冷卻水供回水溫度為37/32℃;供熱時,熱水供回水溫度為45/40℃,熱回收冷水側溫度為19/14℃。




                      圖紙展示





                      某大型數據中心暖通冷源設計分享

                      冷卻水塔布置圖


                      某大型數據中心暖通冷源設計分享

                      水系統流程圖


                      某大型數據中心暖通冷源設計分享

                      制冷機房平面圖


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                      制冷機房剖面圖


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                      制冷站冷凍水管定位圖


                      某大型數據中心暖通冷源設計分享

                      制冷站冷卻水平面圖



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