大型数据中心空调补充水系统设计问题探讨

余振飞

【摘要】现阶段，位于大型数据中线的中央空调系统十分庞大，并且要求能够在24小时以内进行不间断的运行，基于空调系统在实际运行过程中离不开补充水系统所提供的可靠帮助，该系统在一定程度上能够对空调的不间断运行进行有效的控制。因此，强化对大型数据中心空调补充水系统设计问题探讨十分有必要。

【关键词】大型数据中心；空调补充水系统；设计问题；探讨

【中图分类号】TU71【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）24-0197-02

近年来，随着我国社会经济的高速发展和科学技术的不断进步，促使信息化建设逐渐进入高速发展的阶段，且建设数据中心的步伐越来越快，规模较之前有了显著的扩大，与之相关的设备也正在大力的发展当中，由此增加了单机架的功率，产生十分巨大的热量。同时，数据机房的温度严重超过所规定的范围，则极有可能导致局部过热情况的出现，服务器也会相应的出现重大事故，如信息中断、无法开展在线业务、互联网在终止访问、系统瘫痪等，为此空调系统极大的影响着数据中心的安全运行。

1.计算空调补水系统的储水池容积

目前，一些大型数据中心通常会采用中央空调冷冻水系统联合冷冻水型恒温恒湿湿空调，一般情况下中央空调系统都会配置相关的冷却水系统、冷却水塔数台且主要在天面上设置，冷水塔在实际运行过程中会对水资源进行大量的消耗，以此冷水塔需要借助一个相对稳定可靠的补水系统来进行不间断的补水，而这就是所谓的空调补水系统。

通常情况下，空调补水系统会分别设置在高位水池和低位储水池中，其中首层或地下会设置低位储水池，与消防水池可以进行合用，天面上会设置高位水箱。两个水池容积的确定，国家当下并没有明确的规定，相应的会对数据中心的可靠性造成不小的影响。相关设计人员认为严格根据《建筑给水排水设计》中的相关规定，便可以将20%～25%的建筑物最高用水量及时的确定下来，而这条规定主要针对的是建筑物内的生活低位贮水池。然而，绝大多数的数据中心空调主要是为冷却本机房内各种计算机设备服务，因此该系统和生活用水不同，与工业用水的性质一样。

同时，由于大型数据中心的选址一般在中大城市，因为交通十分便利，然而我国道路经常会进行改扩建维修、开挖，综合管沟大部分的城市都没有设置，以此便会对市政水管的不间断供水产生消极的影响，在开挖道路的过程中经常会出现挖断水管的现象。经过对相关的资料的查阅可知，我国大中型城市市政一般会进行10小时的不间断供水，以此为依据便可以将储水池的具体容积计算出来。

根据国际规范，假设每小时冷却循环系统的用水量为Q，冷却塔参数的耗水量一般是冷却循环水量的1.5%，则空调地位储水池的容积Y1=Q×1.5%×10，该公式按照实际经验进行计算都是相当合理的。如果遇到突发事故，市政停水的时间在10小时以上，便可根据市政绿化用水进行计算。另外，天面空调重力补水箱的容积一般会按照两个小时进行计算，对低位供水泵主泵的问题和水立管故障问题进行充分的考虑，以此有助于促进天面储水池中安全系数的显著提高，在结构承重方面也能够更加轻松且容易的将2h水量的重量问题解决掉。

2.密闭式冷却塔的优先选用

在循环利用冷却水的过程中，总共会损失蒸发、排污以及风吹等三部分水量。通过对冷却塔的合理选型，在一定程度上便可以实现对补水系统可靠性的科学优化与有效提高，以此可以最大限度的降低上述三部分的损失量，将供水时间有效延长，实现节水节能的目的。

当下，开式冷却塔在工程应用中比较受欢迎，下面就开式与闭式冷却塔进行科学的比较。

2.1开式冷却塔

开式冷却塔的冷却原理主要是采用喷雾的方式将循环水逐渐在玻璃纤维的填料上面均匀的进行喷洒，在水与空气充分的接触过程中实现换热，之后依靠风机的作用带动塔内的气流循环，以此将水换热所产生的热气流带出来，实现冷却的目的。

2.2闭式冷却塔

闭式冷却塔进行冷却的原理主要依靠的是内循环与外循环，在没有填料的情况下，紫铜管表冷器是是最核心的部分。第一，内循环：主要对接对象设备来形成一个相对比较封闭的循环系统，其中软水是该系统最主要的循环介质，并且通过冷却对象设备，可以带出对象设备中的热量并将其传递到冷却机组。第二，外循环：在冷却塔中需要对其本身进行降温，在不接触内循环水的基础上，借助内部的紫铜管表冷器便可以实现换热散热，并且借助自动控制，以水温为依据便可以对电机的可靠运行进行科学的设置。

通过对上述原理的总结与整理发现，闭式冷却塔与外界不会发生任何的联系，在蒸发、风吹以及排污方面所损失水量的消耗几乎为零，以实际运行经验为主，可以判断其耗水量大约是开式冷却塔的10%、冷却循环水量的0.1%。如果按照之前的开式冷却塔来对10h的储水池进行计算，则100h的用水量是可以保证的，由此便促进了供水可靠性的显著提高。另外，闭式冷却塔本身具备非常多的优点，如排热效果非常强、噪音低、运行成本低以及没有锈蚀等，因此数据中心在考虑选用哪种中央空调系统时应该首选闭式冷却塔。

3.结语

现阶段，国家关于空调补水系统的设计并没有制定相关的规范，在计算储水池容积和冷却塔类型（开式冷却塔与闭式冷却塔）的选择等方面存在较大的争议，经过充分的思考，得出闭式冷却塔凭借自身的一系列优势成为优先选择的类型，如排热效果非常强、噪音低、运行成本低以及没有锈蚀等。为此，本文将空调补水系统的设计以及在大型数据中心实际运行中涉及到的相关数据有机的结合起来，将自己对这一方面的看法进行了详细的讲解，以此有助于促进空调补水系统在大型数据中运行的安全性与可靠性，并且同时对节能进行了充分的考虑，为今后国家和地方在规范化编写该系统中提供重要的参考依据。

参考文献

[1]姚萍.暖通空调系统节能设计问题探讨[J].科技资讯，2014，（18）.

[2]刘新春，曹世威，姜玉冰.空调制冷系统设计中的关键问题探讨[J].中华民居(下旬刊)，2014，（08）.

[3]杨毅.某大型数据中心空调系统设计[J].建筑热能通风空调，2013，（03）.