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图解暖通基础(二)管网架构

 明哲工作室 2019-06-16

冷却侧管网架构——水泵、冷机、冷塔对应方式

        在冷却侧,水泵、冷机、冷塔对应方式有多种形式,可以多机对多泵对多塔形式,也可以是一机一泵一塔形式,各种设计各有特点,数据中心可以根据运行的不间断性和可维护性出发,选择适合自己的架构和方式。

1、单机单泵单塔方式

        这种方式是一台水泵对应于一台冷机,如图1,这种方式的电气控制简单;可避免频繁开关主机或冷却塔入口阀门,适应部分负荷时的运行,开启主机同时只要开启相对应的水泵就可以,简化操作又节约能源,不存在运行部分机组时出现水流旁通降低机组COP问题,冷塔维护时互不影响,系统可靠性高,缺点是这种设计设备的备用性较弱。

图1 单机单泵对单塔方式

           数据中心的单机单泵对单塔架构如图2 ,这种方式下冷却水系统相互独立,冷塔维护方便,不影响别的系统,缺点是当冷塔故障时,不同系统的冷塔无法相互备用,夏季时备用的设备无法投入到运行系统中,备用性较弱。

图2 单机单泵对单塔架构

2、多机多泵多塔方式

        多机多泵对多塔的形式,就是多台水泵并联和多台冷机并联后河多台冷却塔并联之后再进行串联,如图3,这样可以提升机组和冷机的冗余度,相当于提升系统组件的可用性,同时可以充分利用冷却塔的散热能力,降低冷却水温,提升冷机效率,达到节能目的;缺点是开关机必须执行相应程序,如运行中不开启的机组水路必须关闭,否则部分机组会出现水流旁通降低机组COP问题。

图3 多机多泵对多塔方式

        在多机多泵对多塔设计中,数据中心从可靠性出发,为了解决部分管路的单点故障,一般采用环网设计,系统中可以多个环网设置,环网中通过阀门隔断,让系统实现在线检修,以提升系统的可用性,如图4。这种设计从原理来说,可以提升系统的备用性,夏季也可以让备用设备投入使用,降低冷机COP值。但从实际维护情况来看,进行冷塔维护时,操作不当很容易发生系统性故障。

        图4  多机多泵对多塔方式(环网方式)

        数据中心的多机多泵对多塔架构常见设计如图5,本图中为了追求图片的简洁,省却了隔断阀门。

图5 多机多泵对多塔架构

3、单机单泵对多塔方式

           对上述两种方式的组合应用,借鉴了单机单泵单塔方式和多机多泵多塔方式两者的优点,既有单机单泵灵活性,又有多塔架构的节能性能,图6。

图6单机单泵对多塔方式

同样的,在多塔设计中,为了解决单点故障,也采用环网设计,提升系统的可靠性,如图7。

图7单机单泵对多塔方式(部分环网)

         数据中心的单机单泵对多塔架构常见设计如图8。

图8 单机单泵对多塔架构

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