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1、山西罗克佳华云计算数据中心空调系统方案1山西罗克佳华云计算数据中心项目概况1.1太原地理环境 太原位于山西省境中心，太原盆地的北端，于华北地区黄河流域中部，西、北、东三面环山，中、南部为河谷平原，全市整个地形北高南低呈簸箕形。地处南北同蒲和石太铁路途的交汇处。海拔最高点为2670米，最低点为760米，平均海拔约800米，地理坐标为东经1113011309，北纬37273825。区域轮廓呈蝙蝠形，东西横距约144公里，南北纵约107公里。黄河的其次大支流汾河，自北向南横贯太原市全境，流经境内约100公里。市区东有太行山阻隔，西有吕梁山作屏障，坐落在两大山脉间的河谷平原上。1.2气候环境 太原市属
2、温带季风性气候，冬无寒冷，夏无酷暑，昼夜温差较大，无霜期较长，日照足够。年平均降雨量456毫米，年平均气温9.5，一月份最冷，平均气温 6.8；7月份最热，平均气温23.5。全年日照时数2808小时。2 云计算数据中心园区概况及设计容量罗克佳华数据中心园区共分8个模块，其中每4个模块为一组。还有办公楼面积1000平方米，须要通过热回收，回收数据中心的排热，免费为办公楼供暖以及供应生活热水。每个单模块数据中心设计为174个机柜，共规划设有1392个机柜。一期规划建设一组模块。每个单模块数据中心设计容量为1160KW，则一期规划总设计容量为4640KW,采纳4+1台设计，冗余容量为1160KW。办
3、公区供暖热负荷为80KW,热水负荷短暂不详。冗余机组1160KW，夏季作为备用机组，过度季及冬季作为热回收机组运用，免费供应热水。每个模块的室内冷冻水型机房空调选择200KW/台，6+1台冗余，则一期规划总机房数量为24+4台。3罗克佳华云计算数据中心空调系统方案3.1设计工况的选择3.1.1 设计用室外气象参数典型年干球温度和湿球温度分布如下表所示：典型年温度分布干球温度（t）t-6-6t-3-3t00t55t1010t1515t2020t2525t30t30合计时间（h）64089211946901467114514339673141887603.1.2 冷通道设计温湿度本项目设计冷通道温
4、度23，相对湿度50%。服务器进出风温差的平均值约12，那么热通道温度将维持在35。3.1.3 冷水机组设计供水温度为降低甚至避开除湿，末端的冷冻水供水温度最好不低于回风露点温度12，同时考虑温度沿程损失1，故选择冷水机组出水温度为11。由于该冷冻水系统水流量较大，采纳6的大温差相对而言更节能，所以最终选定冷水机组的供回水温度为11/17。3.1.4 风冷冷水机组冷凝温度进出水温度设计风冷冷水机组冷凝温度35；3.2空调系统方案3.2.1.空调系统方案比较通过对太原地区气候特点、水资源利用状况以及典型年气象数据的探讨，结合初投资与运行费用等经济因素，提出以下二种可行方案，针对一组模块的冷水系统
5、，在只对比两种方案中的不同点(即只考虑冷水系统设备的不同点，不考虑备用的热回收机组)的状况下，对比分析如下：3.3方案一：常规风冷螺杆式冷水机组+干冷器（4+1）3.3.1原理图3.3.2运行特点3.3.2.1完全FREE COOLING工况当室外干球温度t7*时，将风冷冷水机组退出制冷系统，干脆利用干冷器对冷冻水进行降温冷却，完全实现FREE COOLING。（干冷器可以选大，风机可以选大，以保证室外干球温度t7*时，能够达到全部自然冷却，但是也不能无限增大）3.3.2.2部分FREE COOLING工况当室外干球温度7t10时，将干冷器与风冷冷水机组串联，通过干冷器给冷冻水回水降温后进入风
6、冷冷水机组蒸发侧进行再次换热，进一步降至冷冻水供水设定温度，进入末端风机盘管，如此循环。充分利用室外凉风进行部分FREE COOLING，从而节约风冷冷水机组的能耗。3.3.2.3夏季压缩机制冷工况当室外干球温度t10时，将干冷器退出制冷系统，干脆利用风冷冷水机组制冷。3.3.3系统优点A）没有开式的水系统，对水资源的消耗极少。 B）制冷设备可置于室外空间，无需另建冷水机房。C）可以通过增大干冷器的配置，来是机组更早进入自然冷却而进一步节能。3.3.4系统缺点A）风冷机组+干冷器，假如没有外加一套完整的限制系统，虽然可以通过加大干冷器面积来延长全部自然冷却时间，但是很难实现或者只有较短的时间可
7、以实现部分自然冷却。理论节能，实际运行不节能。B） 由于模块设计容量大，须要螺杆式风冷冷水机组和干冷器的数量较多，室外占地面积大，约在1500平米。C） 干冷器占地面积大，占室外设备占地空间的75%，且自身功耗大。D） 暴露在室外的换热翅片简洁结垢，制冷效率下降快，须要加大运维人员的维护工作量，以保证机组在最佳状态运行。污垢对机组换热性能的影响见下表：E） 系统相对困难，运行维护管理难度增加。3.3.5方案一具体初投资和运行费用计算表方案一：风冷冷水机组+干冷器（4+1）基本参数设备初投资设备配置型号单台技术参数数量合计单价（万元）总价（万元）常规螺杆式风冷冷水机组制冷量1160KW输入功率3
8、13KW446401,200,000.004,800,000.00热回收机组1160KW11160KW1,350,000.001,350,000.00冷冻水泵输入功率37KW514850,000.0 250,000.00 干冷器(含安装)风机功率17KW10170200,000.00 2,000,000.00 乙二醇体积浓度（%）25_30%2424.0 10,000.00 240,000.00 系统水容量（t）80.0 运行管理限制系统50,000.0050,000.00定压补水、软化水、蓄水罐等冷冻水系统工程（含新风及排风系统）6,500,000.006,500,000.00室内冷冻水型空
9、调机组200KW244800160,000.003,840,000.00室内机房空调机组安装费2420,000.0048,000.00热水系统暂不做投资估算0.000.00初投资合计（万元）19,960,000.00 气候条件系统运行状态全年运行时间（h）平均功率（KW）电能合计（KWh）电费合计 （万元）0.6元/ KWhT7(全部自然冷却)干冷器384044%102 39168023.5冷冻水泵148 56832034.17T10（部分自然冷却）风冷冷水机组104312%53255487633.39干冷器150 1564509.39冷冻水泵148 1543649.3T10（压机制冷）风冷冷
10、水机组387744%939 3640503218.43冷冻水泵14857379634.4总计电费总计（万元）353.21备注1、系统不耗费水资源；2、此运行费用不包括室内机房空调；3、平均功率水泵0.85，冷水机组0.75，干冷器0.6备注：由于未有图纸，以上仅为估算，与实际可能会有差异。3.4方案二 自带FREE COOLING的风冷冷水机组干脆选用自带FREE COOLING功能的风冷冷水机组，在冬季室外干球温度低于5时压缩机停止运行，通过冷凝风机不断抽取室外低温空气与冷冻水盘管对流换热，从而代替压缩机制冷，可以省却协助散热设备（例如：干冷器）的投资运行费用以及占地面积。3.4.1原理图3
11、.4.2运行特点3.4.2.1完全FREE COOLING工况，当室外干球温度t5时可以实现完全FREE COOLING。.2部分FREE COOLING工况，当室外干球温度5t15时可以实现部分FREE COOLING，压缩机在部分负载条件下运行。3.4.2.3冷机制冷工况，当室外干球温度t15时，主要由压缩机供应制冷。随着温度不断攀升，机组压缩机负载率不断增大，到夏季高温条件下达到满载运行。3.4.3系统优点A）没有开式的水系统，对水资源的没有消耗。B）自带FREE COOLING的螺杆式风冷冷水机组,能够依据室外环境温度状况，自动调整是否能够进入自然冷却工作，并优先自然冷却，虽然进入全部
12、自然冷却时间相对较少，但是部分自然冷却时间更长。机组完全自动限制，实现无缝连接，节能性好。C）成熟技术，牢靠性高。D）机组可置于室外空间，且占地面积较小，约450平米，无需另建冷水机房。E）系统安装及维护简洁。运维工作量少。F)选用非载冷剂型机组，则系统无需加乙二醇不冻液，大大供应系统的长时间运行的牢靠性以及运行效率。3.4.4方案二系统初投资和运行费用具体计算表备注：由于未有图纸，以下仅为估算，与实际可能会有差异。方案二：自带FERR COOLING 风冷冷水机组（4+1）基本参数设备初投资设备配置型号单台技术参数数量合计单价（万元）总价（万元）自然冷却风冷冷水机组（系统无需不冻液）制冷量1
13、160KW输入功率346kw风机功率42KW446401,700,000.006.800,000.00热回收机组1160KW11160KW1,350,000.001,350,000.00冷冻水泵输入功率37KW514850,000.0 250,000.00 定压补水、软化水、蓄水罐等冷冻水系统工程(含新风及排风系统)6,500,000.006,500,000.00室内冷冻水型空调机组200KW244800160,000.003,840,000.00室内机房空调机组安装费2420,000.00480,000.00热水系统暂不做投资估算0.000.00初投资合计（万元）19,220,000.00
14、气候条件系统运行状态全年运行时间（h）平均功率（KW）电能合计（KWh）电费合计（万元）0.6元/ KWhT5（全自然冷却）冷冻水泵341639%126 43041625.82风冷冷水机组100.8 344332.820.665T15（部分自然冷却）冷冻水泵261230%126 32911219.75风冷冷水机组596 155675293.41T15（压缩机制冷）风冷冷水机组273231%1038 2835816170.15冷冻水泵12634423220.65总计电费总计（万元）350.44万备注1、系统不耗费水资源；2、此运行费用不包括室内机房空调；3、平均功率水泵0.85，冷水机组0.75，自然冷却风机0.64方案比较结果方案初投资 （万元）电费 （万元）水费 （万元）水
