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河北某大型数据中心暖通冷源设计分享

2018-05-24

中国电源产业网

导语：本文分享河北某大型数据中心一期机电配套工程冷水主机工程设计案例，制冷站数据中心一层，地上五层,数据中心A总建筑面积24797.47平米，建筑高度23.70米。主要功能为制冷机房、高低压配电室、数据机房、电力电池室、监控室等。

本文分享河北某大型数据中心一期机电配套工程冷水主机工程设计案例，制冷站数据中心一层，地上五层,数据中心A总建筑面积24797.47平米，建筑高度23.70米。主要功能为制冷机房、高低压配电室、数据机房、电力电池室、监控室等。

设计内容

• 制冷站空调系统设计,包括制冷站内冷热源、水泵、冷却塔等设备，空调水管路等。不含通风、防排烟设计;不含机房空调末端及末端空调支管。

• 数据中心新风系统。

负荷计算

参照可研规划：数据中心机房A工艺负荷预测机架设备冷负荷为18015kW，电源设备冷负荷1801.5kW，围护、照明、人员等其他冷负荷1487kW，总冷负荷为21303.5kW。其中一期近期工艺负荷预测，设备冷负荷为8480kW。

空调设计

数据中心机房空调采用冷冻水型机房专用空调，全年制冷,冷水机组、冷却塔、板式换热器、水泵、定压装置等设备采用(N+1)原则布置。

冷热源:（1）根据机电配套工程可研要求：该工程冷源采用10KV高压离心冷水机组+板式换热器+冷却塔系统形式，为数据中心提供集中冷源。数据中心机房A与数据中心机房B分别在一楼建设冷源系统，通过母管连接，共用一台备用冷水机组,母联管路通过地下管沟铺设连接。数据中心机房A规划3台10KV高压离心冷水机组，单台制冷量为2500RT(8790KW),运行三台，其备用冷水机组安装在数据中心机房B一层制冷机房；数据中心机房B规划3台10KV高压离心冷水机组，单台制冷量为2500RT(8790KW),运行二台，其中一台作为两栋机房楼A/B共用备用冷水机组,母管连接。

（2）数据中心机房A规划3台10KV高压离心冷水机组，单台制冷量为2500RT(8790KW),运行三台，总冷量26370KW，满足可研工艺总规划要求。根据甲方的任务书,一期安装2台，1用1备，空调供回水温度采用14/19%%DC，空调供回水管接至空调水管井为各楼层预留楼层支管。高压冷水机组的控制柜由设备厂家配套供货。空调冷水循环泵采用变频泵，参数：G=1600m3/h,H=35m,承压1.0MPa，变频控制,3台,一期上2台。冷水循环泵和空调末端风机设置15min的UPS不间断电源供电，在市电切换或中断时实现不间断制冷。机房空调系统设置15分钟应急水蓄冷装置(考虑机架功率≥5KW/j)，室外开式罐蓄水量为600m3，水位高度在26米，水温控制在14%%DC，蓄冷系统由专业厂家深化设计与施工。

（3）数据中心机房A规划3台冷却塔(带辅助电加热)，安装在五层室外屋面，单台水量G=1900m3/h,规划3台，一期上2台，1用1备，冷却水供回水设计温度为32/37℃。设置冬季冷却塔间接供冷，减少冷水机组运行时间，冷却水供回水（即板式换热器一次侧进出水）温度为13/18℃，冷冻水供回水（即板式换热器二次侧出进水）温度为14/19℃。考虑到冷却塔补水系统安全要求，设置三台冷却塔12小时补水蓄水量，计1134m3。给排水专业在土建阶段实施。变频控制空调冷却水循环泵参数：G=1900m3/h,H=28m,规划3台，一期上2台。

（4）板式换热器参数：Q=8790Kw,一次侧：13/18℃,二次侧：19/14℃,外形尺寸：≤1200x6000x3200(H),压损≤50kPa,运行重量15000kg

（5）工程配置2台（1用1备）螺杆式水源热泵机组作为数据机房初期低负荷冷源使用，后期作为舒适性空调及维护支撑用房冷热源使用。

• 工况1：制冷量1582kW,冷水19/14℃，冷却水32/37℃，制冷功率254kW；

• 工况2：制冷量1432kW,冷水12/7℃，冷却水32/37℃，制冷功率268kW；

• 工况3：制热量1840kW(40/45℃)，冷却侧19/14℃，制热功率331kW,外形尺寸：4510×1720×2055(h)。

（6）空调水系统采用气压罐定压补水，补水采用软化水，定压补水系统安装在一层制冷机房内。平时，采用室外型高位开式蓄冷水罐作定压、补水，根据开式蓄冷罐水位信号控制补水泵启停。停用或检修时，启动室内定压补水机组。

（7）空调冷冻水，冷却水经过电子广谱感应水处理器处理，达到除垢、杀菌、防腐的目的。冷水机组设胶球在线清洗装置，可以有效的降低冷凝器的污垢热阻，保持换热效率不降低。

（8）该工程采用冷却塔间接供冷方式利用室外自然冷源。在系统上串联板式换热器，并增加切换管路和阀门。

• 当冷却塔出水温度小于13℃（可调）时，关闭冷水机组，完全采用自然冷却。系统断开与冷水机组的连接，切换到直接与板式换热器连接，通过板式换热器换热直接带走室内热量。

• 当冷却塔出水温度在13~18℃（可调）时，采用部分自然冷却。冷却水或冷冻水同时经过板换和冷机，冷却水先预热

再进冷机，同时冷冻水先预冷后再进冷机。在冬季可大幅降低冷水机组运行时间，在过渡季节可降低主机运行功率，从而降低制冷系统用电量。

• 当冷却塔出水温度高于18℃时，关闭板式换热器水路，启动冷水机组制冷系统。

（9）热回收空调冷、热源设计

制冷机房配置了两台450RT的水源热泵机组,布置在一层制冷站，冷却塔布置在屋顶。数据机房初期设备冷负荷较小时，开启水源热泵机组制冷，冷水供回水温度为14/19℃，冷却水供回水温度为37/32℃。数据机房设备冷负荷满足2500RT开机负荷时，水源热泵机组作为数据中心、维护办公楼舒适性空调冷热源使用。制冷时，冷水供回水温度为7/12℃，冷却水供回水温度为37/32℃；供热时，热水供回水温度为45/40℃，热回收冷水侧温度为19/14℃。

图纸展示