【公司案例】集中新风自然冷却项目案例介绍

以机器为本的数据中心空调节能不同于以人为本的公共建筑，自然冷源的利用是大型数据中心的空调节能的主要手段，包括两大类：水水换热自然冷却和新风自然冷却。前者在大型数据中心的建设中已成为标准配置，比如在冷水系统中增加水水板换，而后者在大型数据中心的建设中还有待进一步研究及实验。本案例主要介绍某数据中心的新风自然冷却技术的应用实践。

项目简介

某运营商数据中心位于北京市昌平区,其总建筑面积约4.2万平方米,该数据中心2013年建成使用。结合华北(北京)地区的气候特点, 本项目采用了大规模集中直接新风自然冷却的空调节能措施，充分利用了自然冷源从而达到节能减排的目的，同时对降低运营成本起到了很好的效果。项目克服了新风过滤面积不足、新风过滤器更换对机房造成二次污染、以及新风过滤器清洗更换的难题。在国内大型数据中心使用该项技术尚属首例，新风自然冷却工况下PUE最低达1.2。

项目特点

对于新风自然冷源利用，从换热原理角度分为两类，一类为直接换热技术，属于一个循环系统，将室外新风通过各级过滤由新风机直接送入机房内，排风通过排风机排出室外，系统简单，对于送风机和排风机的风压要求较小；另一类为间接换热技术，由新风机、循环风机和换热器组成，属于室内、室外两个循环系统，两个循环系统经过换热器热交换将热量带出室外，由于增加了换热器的阻力损失，新风机和循环风机的风压要求较大。本项目采用的直接新风自然冷却空调技术。

在大型数据中心建设的新风自然冷源利用方式上，推荐优先选用直接换热技术，主要考虑以下几点：

首先，在换热效率和自然冷源利用时间上，直接换热技术有很大的优势。

其次，在设备本身的耗电量上，直接换热技术耗电量远远小于间接换热技术。

再次，由于空气的比热相对较小，通过空气与空气换热往往需要较大的换热面积，直接换热技术的设备占用空间远远小于间接换热技术。

换本项目在各层机房模块的两侧设置新风和排风竖井，同时在屋设置大量集中的新风过滤小室（见图1、图2），室外新风通过屋面新风过滤小室百叶进入过滤小室，并通过初效过滤器（过滤级别G4，见图3）和中效过滤器（过滤级别F8，见图4）两级过滤后直接送入机房，排风由外墙的排风机或排风竖井排出，新风和排风口设置在不同的方向避免了新风和排风短路。利用屋面设置的大量新风小室的进风面积，大大降低了过滤器的迎面风速，降低新风机的运行功耗；利用新风小室的空间设置容尘率更高的袋式过滤器（见图4），降低过滤器更换次数；在屋面集中更换过滤器取代机房内更换过滤器，不会造成机房内二次污染；利用新风小室的空间可增设高压微雾加湿系统，用于新风的加湿降温。利用新风小室的空间可将初效版式过滤器更换为自动卷帘式过滤器，通过过滤器前后压差对过滤材料进行自动更换。

图1 

新风过滤小室构造图

图2 

屋面新风过滤小室实景图

图3 板式过滤器

图4 袋式过滤器

图5 

自动卷帘式过滤器

以上为本项目的简单介绍，欢迎大家共同探讨。