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.一、蓄冷目的 在电力系统发生故障时，需要启动柴油发电机组提供后备电力，从柴油发电机组启动至稳定供电的过程中，空调系统中断无法正常供冷，为了解决这一隐患，实现不间断制冷目的，在空调系统中设置蓄冷设施，储备一定冷量来解决这一问题。从数据中心的实际使用情况来看，配置蓄冷系统是一个易于实现又较为经济的方案。蓄冷罐结构见【图1】。  图1 蓄冷罐结构 另外利用夜间谷段电力的低电价，对数据中心蓄冷罐进行蓄冷，在白天电价较高的峰段电力期间，将蓄藏的低温冷冻水释放出来供数据中心空调系统制冷使用，达到削峰填谷的目的，可以部分降低电费。 二、蓄冷罐分类 蓄冷罐分为闭式罐和开式罐，开式罐相对容量较大，一般采用立式设计；闭式罐相对开式罐来说，容量较小，可以采用立式设计，也可以卧式设计，见【图2】。 图2 蓄冷罐分类 三、蓄冷原理 1、立式蓄冷罐 蓄冷罐利用斜温层原理，采用分层式蓄冷技术，充分利用蓄水温差，输出稳定温度的空调用冷水。当放冷时，见【图3】，随着冷水不断抽出和热水不断流入，斜温层逐渐下降。反之，当蓄冷时，随着冷水不断送入和热水不断从出水管被抽出，斜温层稳步上升。 图3 立罐充放冷原理方案 2、卧式罐 类似自然分层式储水法，在蓄水罐内部安装一定数量的膈膜或隔板来实现冷热水的分离，这样的蓄水罐可以不用散流器，放冷和充冷见【图4】和【图5】。 图4 卧罐放冷模式  图5 卧罐充冷模式 四、蓄冷罐设计 数据中心蓄冷罐设计架构方式较多，常见的架构如下： 1、单级泵串联 主机和蓄冷罐串联在同一回路。当冷机供冷时，冷机直接向末端供冷；冷机中断后，调节阀门，冷罐向外面供冷；UPS提供电动阀和循环水泵电源。常见工作模式如下： （1）保冷模式 水泵和冷机运行正常，蓄冷罐不充冷，也不放冷，处于保温（保冷）状态，见【图6】。 图6 单级泵串联保冷模式 （2）放冷模式 断电后，冷机退出工作，冷冻泵电源由UPS提供，关闭电动阀1，全开电动阀2，冷量由蓄冷罐提供，见【图7】。 图7 单级泵串联放冷模式 （3）充冷模式 电源恢复后，制冷机组重新启动，电控阀1开度开大，关小电动阀2，冷冻机组向机房供冷的同时对蓄冷罐蓄冷，原理见【图8】。调整电动阀1、2的开度，可以控制充冷速度。 市电电源重新恢复后，机组启动，关闭放冷泵，充冷阀打开，冷冻机组向机房供冷的同时对蓄冷罐充冷，蓄冷罐完成充冷后关闭充冷阀门，见【图12】。 图8 单级泵串联充冷模式 （4）设计案例 单级泵串联见【图9】。  图9 单级泵串联设计案例 2、单级泵并联 单级泵并联就是配置单独的放冷泵，放冷泵电源采用UPS不间断电源。它也有三种工作模式： （1）保冷模式 冷机正常工作，只向机房供冷，蓄冷罐处于保温模式；保冷中，可以适时打开充冷阀，向蓄冷罐充冷，见【图10】。 图10 单级泵并联保冷模式 （2）放冷模式 市电中断后，机组和冷冻循环泵停止工作，这是放冷泵工作，充冷阀关闭，蓄冷罐为机房提供冷量。充冷阀和放冷泵供电也需要UPS电源，见【图11】。 断电后，冷机退出工作，冷冻泵电源由UPS提供，关闭电动阀1，全开电动阀2，冷量由蓄冷罐提供，见【图7】。 图11 单级泵并联放冷模式 （3）充冷模式 市电电源重新恢复后，机组启动，关闭放冷泵，充冷阀打开，冷冻机组向机房供冷的同时对蓄冷罐充冷，蓄冷罐完成充冷后关闭充冷阀门，见【图12】。 图12 单级泵并联充冷模式 （4）设计案例 一级泵并联见【图13】。  图13 一级泵并联设计案例 3、二级泵共罐系统 二级泵共罐系统，就是蓄冷罐设计在一二级泵的汇接处，根据一级泵和二级泵流量的差值，实现多种运行模式的转变；采用UPS电源来保证二次循环泵的电源。 （1）保冷模式 当一级泵流量等于二级泵流量时，冷冻水就不经过蓄冷罐内，这时冷机只对机房供冷，见【图14】。 图14 保冷模式 （2）应急放冷模式 当市电中断后，一级泵无流量，二级泵循环的流量完全经过蓄冷罐，蓄冷罐的冷量就对机房供冷，见【图15】。 图15 应急放冷模式 （3）充冷模式 当市电恢复后，冷机和一级泵重新工作，二级泵的流量小于一级泵，这时冷机承担所有机房负载的同时，对蓄冷罐进行充冷，见【图16】。 图16 充冷模式 （4）设计案例 二级泵共罐系统设计案例见【图17】。 图17 二级泵共罐系统设计案例 |
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